Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
DAUGAVPILS UNIVERSIT ĀTE<br />
Matemātikas katedra<br />
Vallija Gedroica<br />
<strong>IEVADS</strong> MATEMĀTISKAJĀ<br />
ANALĪZĒ<br />
2003
ANOT ĀCIJA<br />
Mācību līdzeklī ir ietverti uzdevumi un īss teorijas izklāsts par ˇsādām<br />
tēmām: reāla skaitl¸a modulis, funkcija, robeˇza, funkcijas nepārtrauktība.<br />
Darbā iekl¸auti uzdevumu atrisināˇsanas paraugi, auditorijā risināmie uzdevumi<br />
un mājas darbu uzdevumi. Pielikumā apkopoti uzdevumi individuālajam<br />
darbam.
1. Reālā skaitl¸a modulis<br />
1.1. definīcija. Par reālā skaitl¸a a moduli (absolūto vērtību) sauc<br />
max(a, −a) un apzīmē |a|.<br />
Tādējādi<br />
Modul¸a īpaˇsības.<br />
1. |a + b| ≤ |a| + |b|;<br />
2. | − a| = |a|;<br />
3. |a| − |b| ≤ |a − b|;<br />
|a| =<br />
a, ja a ≥ 0,<br />
−a ja a < 0.<br />
4. |a| < c tad un tikai tad, ja −c < a < c;<br />
5. |a| > c tad un tikai tad, ja a < −c vai a > c;<br />
6. |a · b| = |a| · |b|;<br />
7. | a<br />
b<br />
|a|<br />
| = |b| , ja b = 0.<br />
Risinot vienādojumus un nevienādības, kas satur moduli, ir izdevīgi lietot<br />
intervālu metodi, kuras pamatā ir nepārtrauktu funkciju īpaˇsība: ja<br />
funkcija f intervālā (a; b) ir nepārtraukta un nevienā ˇsī intervāla punktā tās<br />
vērtība nav 0, tad visos intervāla punktos funkcijas vērtības ir vai nu tikai<br />
pozitīvas, vai arī tikai negatīvas. Ja pieņem, ka funkcija f ir nepārtraukta<br />
intervālā I un to intervāla punktu skaits, kuros ˇsīs funkcijas vērtības<br />
vienādas ar nulli, ir galīgs, tad ˇsie punkti sadala intervālu I apakˇsintervālos,<br />
pie tam katra apakˇsintervāla visos punktos funkcijas f vērtības ir vai<br />
nu pozitīvas, vai arī negatīvas. Lai noteiktu funkcijas vērtību zīmi kādā<br />
apakˇsintervālā, pietiek aprēk¸ināt funkcijas vērtību brīvi izraudzītā dotā<br />
apakˇsintervāla punktā.<br />
1.1. piemērs. Konstruēt funkcijas f(x) = |x + 1| grafiku.<br />
ˇSo uzdevumu var atrisināt ar vairākiem paņēmieniem.<br />
3
1. paņēmiens.<br />
Pārveido ˇsīs funkcijas analītisko izskatu, izmantojot modul¸a definīciju.<br />
Punkts x = −1 sadala koordinātu taisni divos intervālos. Katrā no<br />
ˇsiem intervāliem (1.1. zīm.) nosaka funkcijas izskatu.<br />
1.1. zīm.<br />
Intervālā (−∞; −1) ir spēkā x + 1 < 0, tāpēc<br />
un<br />
|x + 1| = −(x + 1)<br />
f(x) = −(x + 1).<br />
Intervālā [−1; +∞) ir spēkā x + 1 ≥ 0, tāpēc<br />
f(x) = x + 1.<br />
Tātad doto funkciju var uzrakstīt ˇsādi:<br />
<br />
−x − 1, ja x < −1,<br />
f(x) =<br />
x + 1, ja x ≥ −1.<br />
Konstruē ˇsīs funkcijas grafiku (1.2. zīm).<br />
1.2. zīm.<br />
4
2. paņēmiens.<br />
Konstruē funkcijas f(x) = x+1 grafiku un grafika to dal¸u, kas atrodas<br />
zem Ox ass, attēlo simetriski attiecībā pret Ox asi (1.3. zīm.).<br />
3. paņēmiens.<br />
1.3. zīm.<br />
Funkcijas f(x) = |x + 1| grafiku var iegūt no funkcijas f(x) = |x|<br />
grafika, veicot paralēlo pārnesi par vienu vienību pa kreisi (1.4. zīm.).<br />
1.4. zīm.<br />
5
1.2. piemērs. Konstruēt funkcijas f(x) = |x + 1| + |x − 1| grafiku.<br />
Lietojot intervālu metodi un modul¸a definīciju, pārveido dotās funkcijas<br />
analītisko izskatu.<br />
1.5. zīm.<br />
1. Ja x < −1, tad x + 1 < 0 un x − 1 < 0, tāpēc |x + 1| = −(x + 1)<br />
un |x − 1| = −(x − 1).<br />
Tātad<br />
f(x) = −(x + 1) − (x − 1) = −2x.<br />
2. Ja −1 ≤ x < 1, tad x + 1 ≥ 0 un x − 1 < 0, tāpēc |x + 1| = x + 1<br />
un |x − 1| = −(x − 1).<br />
Tātad<br />
f(x) = x + 1 − (x − 1) = 2.<br />
3. Ja x ≥ 1, tad x + 1 > 0 un x − 1 ≥ 0, tāpēc |x + 1| = x + 1 un<br />
|x − 1| = x − 1.<br />
Tātad<br />
f(x) = x + 1 + x − 1 = 2x.<br />
Ņemot vērā funkcijas analītisko izskatu katrā no minētajiem intervāliem,<br />
var rakstīt:<br />
⎧<br />
⎨ −2x, ja x < −1,<br />
f(x) =<br />
⎩<br />
2,<br />
2x,<br />
ja −1 ≤ x < 1,<br />
ja x ≥ 1.<br />
Konstruē ˇsīs funkcijas grafiku (1.6. zīm.).<br />
6
1.6. zīm.<br />
1.3. piemērs. Atrisināt vienādojumu |x + 1| − |x + 2| + |x − 3| = 5.<br />
Punkti x = −2, x = −1 un x = 3 koordinātu taisni sadala četros<br />
intervālos (1.7. zīm.). Katrā no ˇsiem intervāliem katra no izteiksmēm,<br />
kas atrodas zem modul¸a zīmes, saglabā savu zīmi.<br />
1.7. zīm.<br />
Lietojot modul¸a definīciju, katrā no ˇsiem intervāliem doto vienādojumu<br />
var pārrakstīt ˇsādi:<br />
1.<br />
2.<br />
x < −2,<br />
−(x + 1) + x + 2 − (x − 3) = 5,<br />
x < −2,<br />
x = −1.<br />
x ∈ ∅, jo x = −1 nepieder ˇsim intervālam.<br />
<br />
−2 ≤ x < −1,<br />
−(x + 1) − (x + 2) − (x − 3) = 5<br />
<br />
−2 ≤ x < −1,<br />
x = − 5<br />
3 ,<br />
x = − 5<br />
3 .<br />
7
3.<br />
4.<br />
−1 ≤ x < 3,<br />
x + 1 − (x + 2) − (x − 3) = 5,<br />
−1 ≤ x < 3,<br />
x = −3.<br />
x ∈ ∅, jo x = −3 nepieder ˇsim intervālam.<br />
<br />
x ≥ 3,<br />
x + 1 − (x + 2) + x − 3 = 5,<br />
<br />
x ≥ 3,<br />
x = 9.<br />
x = 9.<br />
<br />
Atbilde. x ∈ − 5<br />
<br />
; 9<br />
3<br />
1.4. piemērs. Atrisināt nevienādību |3x − 5| − |2x + 3| > 0.<br />
Punkti x = −3 2<br />
(1.8. zīm.).<br />
un x = 5<br />
3<br />
.<br />
sadala koordinātu taisni trīs intervālos<br />
1.8. zīm.<br />
Pārraksta doto nevienādību katrā no ˇsiem intervāliem.<br />
1.<br />
2.<br />
x < − 3<br />
2 ,<br />
−(3x − 5) + (2x + 3) > 0,<br />
x < − 3<br />
2 ,<br />
x < 8.<br />
x < − 3<br />
, tātad x ∈<br />
2<br />
3 −<br />
2<br />
≤ x < 5<br />
3 ,<br />
<br />
−∞, − 3<br />
<br />
.<br />
2<br />
−(3x − 5) − (2x + 3) > 0,<br />
3 −<br />
5<br />
2 ≤ x < 3 ,<br />
x < 2<br />
5 ,<br />
− 3 2<br />
≤ x <<br />
2 5 .<br />
<br />
x ∈ − 3<br />
<br />
2<br />
; .<br />
2 5<br />
8
3.<br />
x ≥ 5<br />
3 ,<br />
3x − 5 − (2x + 3) > 0,<br />
x ≥ 5<br />
3 ,<br />
x > 8.<br />
x > 8, tātad x ∈ (8; +∞).<br />
Lai uzrakstītu atbildi, apvieno iegūtos rezultātus uz koordinātu taisnes<br />
(1.9. zīm.).<br />
1.9. zīm.<br />
Atbilde. x ∈ −∞; 2<br />
<br />
5 ∪ (8; +∞).<br />
1.5. piemērs. Atrisināt nevienādību |1 − 2x| < 3.<br />
Doto nevienādību var atrisināt, izmantojot modul¸a 4. īpaˇsību.<br />
Atbilde. x ∈ (−1; 2).<br />
−3 < 1 − 2x < 3,<br />
−4 < −2x < 2,<br />
−1 < x < 2.<br />
1.6. piemērs. Atrisināt nevienādību |3x − 8| ≥ 4.<br />
Doto nevienādību var atrisināt, izmantojot modul¸a 5. īpaˇsību.<br />
3x − 8 ≥ 4 vai 3x − 8 ≤ −4,<br />
3x ≥ 12 3x ≤ 4,<br />
x ≥ 4 x ≤ 4<br />
x ∈ [4; +∞) x ∈<br />
Atbilde. x ∈ −∞; 4<br />
<br />
3 ∪ [4; +∞).<br />
3 ,<br />
<br />
−∞; 4<br />
<br />
.<br />
3<br />
1.7. piemērs. Atrisināt vienādojumu | sin x| − sin x = 2.<br />
1. Ja sin x ≥ 0, tad | sin x| = sin x, tāpēc<br />
sin x ≥ 0,<br />
sin x − sin x = 2,<br />
x ∈ ∅.<br />
9
2. Ja sin x < 0, tad | sin x| = − sin x, tāpēc<br />
sin x < 0,<br />
− sin x − sin x = 2,<br />
sin x < 0,<br />
sin x = −1,<br />
sin x = −1.<br />
x = − π<br />
2<br />
+ 2πn, n ∈ Z.<br />
Atbilde. x ∈ − π<br />
2 + 2πn, n ∈ Z .<br />
Auditorijā risināmie uzdevumi<br />
1. Konstruēt grafikus funkcijām<br />
(a) f(x) = x − |3x + 1| − 2,<br />
(b) f(x) = 5|x| − |1 − x|,<br />
(c) f(x) = | cos x| + 1.<br />
2. Atrisināt vienādojumus<br />
(a) |2x − 3| = 2x − 3,<br />
(b) | cos x| = cos x,<br />
(c) |x| = x + 3,<br />
(d) |x − 3| + |x + 1| = 4,<br />
(e) 2|3 − 2x| − x − 2 = x.<br />
3. Atrisināt nevienādības<br />
(a) |2x − 4| ≥ 6,<br />
(b) |1 + x| ≤ 2,<br />
(c) |x − 1| − |x + 4| > 0,<br />
(d) |x + 3| − |x + 1| < 2,<br />
(e) <br />
x x<br />
x+1 > x+1 ,<br />
(f) <br />
x+2<br />
> 3,<br />
x−1<br />
(g) 2 √ x 2 ≥ (x − 1) 2 + 2,<br />
(h)<br />
<br />
<br />
2−3|x|<br />
<br />
<br />
< 1.<br />
1+|x|<br />
10
Mājas darba uzdevumi<br />
1. Konstruēt grafikus funkcijām<br />
(a) f(x) = |2x − 1| + 3|x|,<br />
(b) f(x) = |4 − x| − 2|1 − x| + 3,<br />
(c) f(x) = | sin x| − 2.<br />
2. Atrisināt vienādojumus<br />
(a) x − |3x − 1| = 3,<br />
(b) |2x − 5| − |3x + 6| = 6,<br />
(c) | sin x| = sin x,<br />
(d) 4 sin 2 x − | cos x| = 1.<br />
3. Atrisināt nevienādības<br />
(a) |3x − 4| ≤ 5,<br />
(b) |x 2 + 3x − 4| > x 2 + 3x − 4,<br />
(c) |3x − 5| − |2x + 3| > 0,<br />
(d) 2x 2 − 7 √ x 2 ≤ 4,<br />
(e)<br />
<br />
<br />
x2−5x+4 x2−4 <br />
<br />
< 1.<br />
2. Funkcijas jēdziens. Vienādas funkcijas.<br />
Funkcijas, kas uzdota ar formulu, definīcijas<br />
apgabala noteikˇsana<br />
Par atbilstību sauc sakārtotu pāru (x; y) patval¸īgu kopu S.<br />
Pirmo elementu x kopu sauc par atbilstības definīcijas apgabalu<br />
D(S), bet otro elementu y kopu - par atbilstības vērtību apgabalu E(S).<br />
Atbilstību S sauc par viennozīmīgu, ja katram x ∈ D(S) eksistē<br />
vienīgs y ∈ E(S), ka (x; y) ∈ S.<br />
11
2.1. definīcija. Par funkciju sauc katru viennozīmīgu atbilstību.<br />
Ja f ir funkcija un x ∈ D(f), tad y = f(x) sauc par funkcijas f vērtību<br />
punktā x (skat. 1 ).<br />
Divas funkcijas f un g uzskata par vienādām, ja<br />
1. tām ir vienādi definīcijas apgabali,<br />
2. katram x ∈ D(f) = D(g) izpildās f(x) = g(x).<br />
Par funkcijas f grafiku sauc kopu<br />
2.1. piemērs. f(x) = x 2 + 2x − 1.<br />
Γf = (x; y) x ∈ D(f), y = f(x) .<br />
Atrast f(0), f(a + 1), f(a) + 1, f <br />
1 1<br />
x , f(x) , ff(x) .<br />
Ievietojot argumenta x vietā 0, iegūst<br />
Analogi<br />
f(0) = 0 2 + 2 · 0 − 1 = −1.<br />
f(a + 1) = (a + 1) 2 + 2(a + 1) − 1 = a 2 + 4a + 2,<br />
f(a) + 1 = a 2 + 2a − 1 + 1 = a 2 + 2a,<br />
2 1 1<br />
f =<br />
x x<br />
1<br />
f(x) =<br />
1<br />
x2 + 2x − 1 .<br />
+ 2 · 1<br />
x<br />
1 2<br />
− 1 = + − 1,<br />
x2 x<br />
Lai atrastu f f(x) , argumenta x vietā ievieto x 2 + 2x − 1.<br />
f f(x) = (x 2 +2x−1) 2 +2(x 2 +2x−1)−1 = x 4 +4x 3 +2x 2 −4x+1.<br />
2.2. piemērs.<br />
⎧<br />
⎨<br />
f(x) =<br />
⎩<br />
x 2 + 1, ja x < −2,<br />
sin x, ja −2 < x < 2,<br />
lg x, ja x ≥ 2.<br />
Atrast f(−5), f(−2), f(0), f(2), f(10).<br />
Funkcija ir definēta ar 3 formulām visiem x ∈ R \ {−2}.<br />
1 Tā bieˇzi apzīmē arī paˇsu funkciju f.<br />
12
Tā kā −5 ∈ (−∞; −2), tad f(−5) = (−5) 2 + 1 = 26.<br />
Skaitlis −2 ∈ D(f), t.i., funkcija ˇsajā punktā nav definēta, un funkcijas<br />
vērtība punktā −2 neeksistē.<br />
Skaitlis 0 ∈ (−2; 2), tāpēc f(0) = sin 0 = 0.<br />
Skaitlis 10 ∈ [2, +∞), tāpēc f(10) = lg 10 = 1.<br />
2.3. piemērs. Noskaidrot, vai dotās funkcijas ir vienādas.<br />
1. f(x) = x2−1 x+1 , ϕ(x) = x − 1,<br />
2. f(x) = x + 1, ϕ(x) = (x + 1) 2 ,<br />
3. f(x) = lg(1 − x 2 ), ϕ(x) = lg(1 + x) + lg(1 − x).<br />
1. D(f) = R \ {−1}, D(ϕ) = R.<br />
Tā kā D(f) = D(ϕ), tad dotās funkcijas nav vienādas.<br />
2. D(f) = D(ϕ) = R,<br />
f(x) = ϕ(x) visiem x ∈ (−∞; −1), piemēram, f(−2) = −1,<br />
ϕ(−2) = 1. Tātad dotās funkcijas nav vienādas.<br />
3. Nosaka funkciju definīcijas apgabalus.<br />
D(f) : 1 − x 2 > 0,<br />
D(ϕ) :<br />
Tātad D(f) = D(ϕ) = (−1; 1).<br />
Visiem x ∈ (−1; 1) ir spēkā<br />
x 2 < 1,<br />
− 1 < x < 1.<br />
1 + x > 0,<br />
1 − x > 0,<br />
x > −1,<br />
x < 1,<br />
− 1 < x < 1.<br />
f(x) = lg(1−x 2 ) = lg (1−x)(1+x) = lg(1−x)+lg(1+x) = ϕ(x).<br />
Tātad dotās funkcijas ir vienādas.<br />
13
Auditorijā risināmie uzdevumi<br />
1. f(x) = x<br />
3 + sin 2x. Atrast f(3x), f <br />
1 1<br />
x , f(x)<br />
4 + x, ja −1 ≤ x ≤ 0,<br />
2 x ja 0 < x < +∞.<br />
Atrast f(−2), f(−1), f(0), f(1).<br />
2. f(x) =<br />
3. f(x) = x 2 + 1<br />
x 2 − 2x − 2<br />
x . Parādīt, ka f 1<br />
x<br />
4. ϕ(t) = 3√ 1 − t 3 . Parādīt, ka ϕ ϕ(t) = t.<br />
, f(x + 1), f(x) + 1.<br />
= f(x).<br />
5. Noteikt, kuras no dotajām funkcijām ir vienādas.<br />
(a) f(x) = √ x √ x − 1, ϕ(x) = x(x − 1),<br />
(b) f(x) = x, ϕ(x) = |x|,<br />
(c) f(x) = lg x 2 , ϕ(x) = 2 lg x,<br />
(d) f(x) = lg(x 2 − 4x), ϕ(x) = lg x + lg(x − 4),<br />
x − 1<br />
(e) f(x) =<br />
x3 ,<br />
− 1<br />
1<br />
ϕ(x) =<br />
x2 + x + 1 ,<br />
(f) f(x) = 1, ϕ(x) = sin 2 x + cos 2 x.<br />
Mājas darba uzdevumi<br />
1. ϕ(x) = lg x 2 . Aprēk¸ināt ϕ(−10), ϕ(−0, 001), ϕ(100).<br />
2. F (y) = sin π<br />
y<br />
+ cos πy. Aprēk¸ināt F (1), F (2), F (3), F (6).<br />
⎧<br />
⎨ x, ja x < −2,<br />
3. u(x) = 1,<br />
⎩<br />
5 − x<br />
ja |x| ≤ 2,<br />
2 ja x > 2.<br />
Atrast u(−3), u(−2), u(0), u(2), u(3).<br />
4. f(x) = x 2 − 2x + 3. Atrisināt vienādojumus.<br />
(a) f(x) = f(−1),<br />
(b) f(x) = f(0),<br />
(c) f(x + 1) = f(1).<br />
14
5. Noteikt, kuras no dotajām funkcijām ir vienādas.<br />
(a) f(x) = x, ϕ(x) = √ x 2 ;<br />
(b) f(x) = lg(2x − x 2 ), ϕ(x) = lg(2 − x) + lg x;<br />
(c) f(x) = lg 10 1−x , ϕ(x) = 1 − x;<br />
, ϕ(x) = x 2 ;<br />
1 − x<br />
(e) f(x) = lg , ϕ(x) = lg(1 − x) − lg(1 + x).<br />
1 + x<br />
(d) f(x) = 3 log 3 x 2<br />
Definīcijas apgabala noteikˇsana analītiski definētām<br />
funkcijām<br />
Visbieˇzāk funkciju uzdod analītiski, t.i., ar formulu. Tādā gadījumā funkcijas<br />
definīcijas apgabalu īpaˇsi nenorāda. Ar definīcijas apgabalu saprot<br />
tās argumenta vērtības, ar kurām formulai ir jēga. Piemēram,<br />
1. f(x) = 1<br />
x n, n ∈ N, tad x = 0 jeb x ∈ R \ {0};<br />
2. f(x) = m√ x, m ir pāra skaitlis, tad x ≥ 0 jeb x ∈ [0; +∞);<br />
3. f(x) = log a x, tad x > 0 jeb x ∈ (0; +∞);<br />
4. f(x) = tg x, tad x = π<br />
2 + πk jeb x ∈ R \ π<br />
2 + πk, k ∈ Z ;<br />
5. f(x) = ctg x, tad x = πk jeb x ∈ R \ {πk, k ∈ Z};<br />
6. f(x) = arcsin x, tad |x| ≤ 1 jeb x ∈ [−1; 1];<br />
7. f(x) = arccos x, tad |x| ≤ 1 jeb x ∈ [−1; 1].<br />
2.4. piemērs. Noteikt funkcijas<br />
<br />
5x − 1<br />
f(x) = lg<br />
2<br />
definīcijas apgabalu.<br />
+ arcsin 3x − 2<br />
5<br />
Dotās funkcijas definīcijas apgabals ir abu saskaitāmo definīcijas ap-<br />
15
gabalu kopējā dal¸a.<br />
⎧<br />
⎪⎨ lg<br />
⎪⎩<br />
5x−1<br />
2 ≥ 0,<br />
5x−1<br />
2 > 0,<br />
<br />
3x−2<br />
5 ≤ 1,<br />
5x−1<br />
2 ≥ 1,<br />
|3x − 2| ≤ 5,<br />
<br />
5x − 1 ≥ 2,<br />
−5 < 3x − 2 ≤ 5,<br />
<br />
.<br />
Atbilde. x ∈ 3 7<br />
5 ; 3<br />
2.5. piemērs. Noteikt funkcijas<br />
definīcijas apgabalu.<br />
ˇSoreiz<br />
Atbilde. x ∈ <br />
k∈Z<br />
sin 2x > 0,<br />
f(x) =<br />
1<br />
√ sin 2x<br />
5x ≥ 3,<br />
−3 ≤ 3x ≤ 7,<br />
x ≥ 3<br />
5 ,<br />
−1 ≤ x ≤ 7<br />
3 .<br />
2πk < 2x < π + 2πk (k ∈ Z),<br />
πk < x < π<br />
+ πk<br />
2<br />
(k ∈ Z).<br />
πk; π<br />
2 + πk .<br />
2.6. piemērs. Noteikt funkcijas<br />
definīcijas apgabalu.<br />
f(x) = arcctg<br />
6 − 7x<br />
5x 2 + 3 +<br />
ˇSoreiz jāatrisina nevienādību sistēma:<br />
⎧<br />
⎨<br />
⎩<br />
5x 2 + 3 = 0,<br />
log 0,3(2x − 1) ≥ 0,<br />
2x − 1 > 0,<br />
x ≤ 1,<br />
x > 1<br />
2 .<br />
Atbilde. x ∈ 1<br />
2 ; 1 .<br />
16<br />
<br />
log 0,3(2x − 1)<br />
2x − 1 ≤ 1,<br />
2x > 1,
Auditorijā risināmie uzdevumi<br />
Noteikt funkciju definīcijas apgabalus.<br />
1. f(x) = x 3 − 3x + 2;<br />
2. f(x) = x−3<br />
x+1 ;<br />
3. f(x) = 1<br />
x 2 −1 ;<br />
4. f(x) = x<br />
x 2 +1 ;<br />
5. f(x) = √ 6x − 8 − x 2 ;<br />
6. f(x) = lg 5+3x<br />
2−5x ;<br />
7. f(x) = arccos 2x<br />
1+x ;<br />
8. f(x) = √ −x + 1<br />
√ 2+x ;<br />
9. f(x) = arcsin lg x<br />
10<br />
10. f(x) = 5x+7 7<br />
lg(7−x) − (x+3) 2;<br />
11. f(x) = x−1<br />
log 2(7x+4)<br />
12. f(x) = 3<br />
<br />
lg 3x−7<br />
5<br />
13. f(x) = arcsin x2 −1<br />
5<br />
14. f(x) = 3x<br />
arcsin 5<br />
x<br />
− sin x;<br />
− arccos x<br />
3 ;<br />
x<br />
+ 3 5−x;<br />
− x<br />
x 3 −2x 2;<br />
+ lg(x 2 − 36);<br />
15. f(x) = arctg 2x−7<br />
7x−x 2 + 5 arccos 5<br />
3x−1 .<br />
Mājas darba uzdevumi<br />
Noteikt funkciju definīcijas apgabalus.<br />
1. f(x) = 2x 2 + x − 3;<br />
2. f(x) = √ x<br />
sin πx ;<br />
3. f(x) = arcsin(1 − x) + lg(lg x);<br />
4. f(x) = √ 2x+9<br />
lg(5−x) +<br />
5. f(x) =<br />
7<br />
2x−3 ;<br />
<br />
lg 5x−8<br />
3x<br />
3 − arcctg 6−x ;<br />
17
6. f(x) = arccos 7<br />
x − 3 lg(81 − x2 );<br />
<br />
sin x<br />
7. f(x) = log0,5(7 − 2x) − 3<br />
5x−15.<br />
3. Reālā mainīgā reālu funkciju klasifikācija<br />
3.1. Pāra un nepāra funkcijas<br />
Apskata funkcijas, kuru definīcijas apgabali ir simetriski attiecībā pret<br />
koordinātu sākuma punktu, t.i., funkcijas, kurām reizē ar x definīcijas<br />
apgabalam pieder arī −x.<br />
3.1. definīcija. Funkciju f sauc par pāra funkciju, ja f(−x) = f(x)<br />
visiem x ∈ D(f).<br />
3.2. definīcija. Funkciju f sauc par nepāra funkciju, ja f(−x) = −f(x)<br />
visiem x ∈ D(f).<br />
No ˇsīm definīcijām seko, ka pāra funkcijas grafiks ir simetrisks attiecībā<br />
pret ordinātu asi, bet nepāra funkcijas grafiks ir simetrisks attiecībā pret<br />
koordinātu sākuma punktu.<br />
3.1. piemērs. Noteikt, vai dotās funkcijas ir pāra vai nepāra funkcijas.<br />
1. f(x) = x 3 cos 5x,<br />
2. ϕ(t) = 2t +2 −t<br />
3t 2<br />
3. f(x) = lg(2 − x).<br />
+ t42−t2, 1. D(f) = R, tātad simetrisks attiecībā pret koordinātu sākuma<br />
punktu.<br />
Atrod<br />
f(−x) = (−x) 3 cos(−5x) = −x 3 cos 5x = −f(x).<br />
Atbilde. Dotā funkcija ir nepāra funkcija.<br />
2. D(ϕ) = R \ {0} - simetriska attiecībā pret koordinātu sākuma<br />
punktu kopa.<br />
ϕ(−t) = 2−t + 2 t<br />
3t 2<br />
+ t4 2 −t2<br />
Atbilde. Dotā funkcija ir pāra funkcija.<br />
18<br />
= ϕ(t).
3. D(f) = (−∞; 2) - nav simetrisks attiecībā pret koordinātu sākuma<br />
punktu, tāpēc dotā funkcija nevar būt ne pāra, ne nepāra funkcija.<br />
Auditorijā risināmie uzdevumi<br />
Noteikt, vai dotās funkcijas ir pāra vai nepāra funkcijas.<br />
1. f(x) = 4 − 2x 4 + 6x 6 .<br />
2. f(x) = x−2<br />
x 2 +4 .<br />
3. f(x) = 1+2x<br />
1−2 x.<br />
4. f(x) = sin 2 x − cos 2 x;<br />
5. f(x) = |x|<br />
x .<br />
6. f(x) = lg x + √ x 2 + 1 .<br />
7. Funkcija y = f(x) ir definēta slēgtā intervālā [−a; a]. 3.1. zīmējumā<br />
attēlots ˇsīs funkcijas grafiks intervālā [0; a]. Turpināt funkcijas grafiku<br />
intervālā [−a; 0), ja zināms, ka<br />
(a) f - pāra funkcija,<br />
(b) f - nepāra funkcija.<br />
3.1. zīm.<br />
8. Pierādīt, ka divu pāra funkciju reizinājums ir pāra funkcija.<br />
19
Mājas darba uzdevumi<br />
1. Noteikt, vai dotās funkcijas ir pāra vai nepāra funkcijas.<br />
(a) f(x) = |x| + 3x2; (b) f(x) = x 3 sin 2 x +<br />
cos x<br />
x ;<br />
(c) f(x) = sin 2x + x 2√ x;<br />
(d) ϕ(x) = lg 3−x<br />
3+x ;<br />
(e) f(t) = 2e t + t tg t.<br />
2. Pierādīt, ka divu pāra funkciju summa ir pāra funkcija.<br />
3.2. Periodiskas funkcijas<br />
Apskata funkcijas, kuru definīcijas apgabali apmierina ˇsādu nosacījumu:<br />
visiem x ∈ D(f) arī (x + nT ) ∈ D(f) (n ∈ Z, T = 0).<br />
3.3. definīcija. Funkciju f sauc par periodisku funkciju ar periodu<br />
T = 0, ja katram x ∈ D(f) ir pareiza vienādība<br />
f(x + T ) = f(x).<br />
Par funkcijas periodiem der arī skaitl¸i nT , kur n ∈ Z. Vismazāko no<br />
ˇsiem skaitl¸iem sauc par mazāko pozitīvo periodu 2 .<br />
3.2. piemērs. Pierādīt, ka f(x) = sin 2x + tg x ir periodiska funkcija un<br />
atrast tās periodu.<br />
D(f) = R.<br />
Tā kā sinusa periods ir 2π un tangensa periods ir π, tad<br />
f(x) = sin 2x + tg x = sin(2x + 2π) + tg(x + π) =<br />
= sin 2(x + π) + tg(x + π) = f(x + π),<br />
tātad dotā funkcija ir periodiska, un tās periods T = π.<br />
3.3. piemērs. Pierādīt, ka funkcija f(x) = sin x 2 nav periodiska.<br />
Pieņem, ka eksistē tāds skaitlis T > 0, ka visiem x ∈ R ir spēkā<br />
vienādība<br />
sin x 2 = sin(x + T ) 2 . (∗)<br />
2 Parasti to sauc par periodu.<br />
20
Izvēloties x = 0, iegūst: 0 = sin T 2 . Izsakot T un ievietojot ˇso T<br />
vērtību vienādībā (*), nonāk pie pretrunas. Tās nozīmē, ka funkcija<br />
f(x) = sin x 2 nav periodiska 3 .<br />
Auditorijā risināmie uzdevumi<br />
Noteikt, vai funkcijas ir periodiskas, periodiskām funkcijām noteikt to<br />
periodus.<br />
1. f(x) = 4; 2. f(x) = sin x + tg x<br />
2 ;<br />
3. f(x) = 3 cos λx, λ − const; 4. f(x) = sin πx;<br />
5. f(x) =<br />
<br />
tg x<br />
2 .<br />
Mājas darba uzdevumi<br />
1. f(x) = ctg x<br />
;<br />
2 <br />
πx<br />
<br />
3. f(x) = 1 + sin ;<br />
3<br />
2. f(x) = tg(x − 3);<br />
4. sin 2x + 2 sin 3x;<br />
5. f(x) = 0, 1 cos x + cos 3x; 6. f(x) = sin(wx + ϕ0), kur w, ϕ0 − const .<br />
4. Apvērstā (inversā) funkcija<br />
4.1. definīcija. Funkciju f, kas iegūst katru savu vērtību tikai vienā<br />
definīcijas apgabala punktā, sauc par apvērˇsamu funkciju.<br />
Piemēram, intervālā I stingri monotona funkcija ir apvērˇsama ˇsajā intervālā.<br />
4.2. definīcija. Funkciju g, kas apvērˇsamās funkcijas f vērtību apgabala<br />
katrā punktā x iegūst tādu vērtību y, ka f(y) = x, sauc par funkcijas<br />
f apvērsto (inverso) funkciju.<br />
Tātad apvērsto funkciju g var definēt tikai apvērˇsamai funkcijai f, pie<br />
tam D(g) = E(f) un E(g) = D(f).<br />
Apvērˇsamai funkcijai f eksistē vienīgā apvērstā funkcija g, un tās grafiks<br />
ir simetrisks funkcijas f grafikam attiecībā pret taisni y = x.<br />
Lai funkcijai y = f(x), x ∈ D(f), atrastu apvērsto funkciju,<br />
3 Skat.[12, 36. lpp.].<br />
21
1. pārliecinās par to, ka funkcija y = f(x) ir apvērˇsama tās definīcijas<br />
apgabalā 4 ,<br />
2. atrisina vienādojumu y = f(x) attiecībā pret x : x = g(y),<br />
3. argumentu apzīmē ar x un funkcijas vērtību - ar y : y = g(x).<br />
4.1. piemērs. Atrast funkcijas f(x) = 5 x+1<br />
x apvērsto funkciju un noteikt<br />
tās definīcijas apgabalu.<br />
Dotā funkcija ir apvērˇsama, tās definīcijas apgabals<br />
D(f) = (−∞; 0) ∪ (0; +∞).<br />
Lai atrastu funkcijas apvērsto funkciju, jāatrisina vienādojums<br />
y = 5 x+1<br />
x attiecībā pret x.<br />
x + 1<br />
x = log5 y,<br />
1<br />
x =<br />
log5 y − 1 .<br />
Argumentu apzīmējot ar x, iegūst<br />
Atrod D(g):<br />
Tātad x ∈ (0; 5) ∪ (5; +∞).<br />
g(x) =<br />
1<br />
log 5 x − 1 .<br />
log5 x − 1 = 0,<br />
x > 0,<br />
x = 5,<br />
x > 0.<br />
4.2. piemērs. Atrast funkcijas f(x) = x 2 apvērsto funkciju, noteikt tās<br />
definīcijas apgabalu un konstruēt dotās un apvērstās funkcijas grafiku.<br />
D(f) = R. Dotā funkcija nav apvērˇsama definīcijas apgabalā, tāpēc<br />
jāizvēlas funkcijas saˇsaurinājums, piemēram, uz intervālu [0; +∞).<br />
ˇSajā intervālā funkcija ir augoˇsa, tātad tā ir apvērˇsama.<br />
No vienādojuma y = x 2 atrodam, ka x = √ y (pirms saknes jāņem<br />
“+ ′′ zīme, jo x > 0) ir dotās funkcijas apvērstā funkcija.<br />
Visbeidzot, g(x) = √ x, D(g) = [0; +∞).<br />
22
4.1. zīm.<br />
Auditorijā risināmie uzdevumi<br />
Atrast dotajām funkcijām apvērstās funkcijas un noteikt to definīcijas<br />
apgabalus. 1. un 4. piemērā konstruēt dotās un apvērstās funkcijas grafiku.<br />
1. f(x) = 3 x − 5;<br />
2. f(x) = 2 x<br />
x−2;<br />
3. f(x) = log 5 x−2<br />
3 ;<br />
4. f(x) = √ x + 8;<br />
5. f(x) = 5−x<br />
5+x ;<br />
6. f(x) = 8+x3<br />
8−x 3;<br />
7. f(x) = arccos 4<br />
3x−1 ;<br />
8. f(x) = sin(5x − 1), ja x ∈ − π<br />
10<br />
1 + 5<br />
<br />
.<br />
9. f(x) = cos 2 x − sin 2 x, ja x ∈ 0; π<br />
2<br />
; π<br />
10<br />
<br />
1 + 5 ;<br />
4 Ja f nav apvērˇsama D(f), tad izveido funkcijas saˇsaurinājumu uz kopu, kurā f ir apvērˇsama.<br />
23
Mājas darba uzdevumi<br />
1. f(x) = 3√ x − 1; 2. f(x) = (x + 2) 2 ;<br />
3. f(x) = arcctg 3x; 4. f(x) = 1 + ln(x + 5);<br />
3<br />
5. f(x) = log2 x ; 6. f(x) = x2 7. f(x) = sin 2x.<br />
− 1;<br />
5. Konverˇgentas skaitl¸u virknes<br />
5.1. definīcija. Skaitli a sauc par virknes (an) robeˇzu, ja jebkuram<br />
ε > 0 eksistē tāds naturāls skaitlis N (atkarīgs no ε), ka visiem n > N<br />
izpildās nevienādība<br />
|an − a| < ε.<br />
Raksta lim<br />
n→+∞ an = a un saka, ka virkne (an) konverˇgē uz skaitli a.<br />
Atrisinot nevienādību |an − a| < ε attiecībā uz an, iegūst:<br />
a − ε < an < a + ε.<br />
Tas nozīmē, ka visiem n > N an pieder punkta a ε - apkārtnei, t.i.,<br />
an ∈ (a − ε; a + ε). Ārpus ˇsīs apkārtnes atrodas tikai galīgs skaits virknes<br />
locekl¸u.<br />
Virknes locekl¸us var attēlot kā koordinātu taisnes punktus (5.1. zīm.),<br />
var arī konstruēt virknes (kā funkcijas atseviˇsk¸a gadījuma) grafiku koordinātu<br />
plaknē. ˇ Soreiz koordinātu plaknē iegūst izolētus punktus (5.2. zīm.).<br />
Piemēram, an = 1<br />
n 2 lim<br />
n→∞ an = 0. Skaitlim ε = 0, 1 N = 3, jo, sākot ar<br />
a4 = 1<br />
16<br />
, visi virknes locekl¸i atradīsies intervālā (-0,1;0,1) (5.1. zīm.).<br />
5.1. zīm.<br />
24
5.1. piemērs. Lietojot virknes robeˇzas definīciju, pierādīt, ka<br />
2n + 3<br />
lim<br />
n→∞ 4n − 1<br />
Skaitlim ε = 0, 1 atrast atbilstoˇso N.<br />
= 1<br />
2 .<br />
Pārveido starpību<br />
<br />
<br />
<br />
an − 1<br />
<br />
<br />
<br />
2<br />
=<br />
<br />
<br />
<br />
2n + 3 1<br />
− <br />
4n − 1 2<br />
=<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
4n + 6 − 4n + 1<br />
<br />
2(4n − 1) =<br />
Atrisina nevienādību<br />
attiecībā pret n:<br />
Ja izvēlas N = 7+2ε<br />
8ε<br />
Tādējādi lim<br />
n→∞ an = 1<br />
2 .<br />
7<br />
2(4n − 1)<br />
< ε<br />
7<br />
2(4n − 1) .<br />
7 + 2ε<br />
n > .<br />
8ε<br />
<br />
, tad visiem n > N izpildās nevienādība<br />
<br />
<br />
<br />
an − 1<br />
<br />
<br />
<br />
2<br />
< ε.<br />
Piemēram, ja ε = 0, 1, tad<br />
<br />
7 + 2 · 0, 1<br />
N =<br />
=<br />
8 · 0, 1<br />
<br />
7, 2<br />
= 9.<br />
0, 8<br />
Tas nozīmē, ka visi virknes locekl¸i, sākot ar 10., atrodas punkta 1<br />
2ε -<br />
.<br />
apkārtnē, t.i., intervālā 2 3<br />
5 ; 5<br />
Dotās virknes robeˇzas ˇgeometriskā interpretācija ir sniegta 5.2. zīm.<br />
n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10<br />
an 1,67 1 0,81 0,73 0,68 0,65 0,63 0,61 0,60 0,59<br />
n 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20<br />
an 0,58 0,57 0,57 0,56 0,56 0,56 0,55 0,55 0,55 0,54<br />
5.2. piemērs. Lietojot virknes robeˇzas definīciju, pierādīt, ka<br />
√<br />
n − 2 − 1<br />
lim √ = 1.<br />
n→∞ n − 2 − 2<br />
25
5.2. zīm.<br />
Pārveido starpību<br />
√<br />
<br />
<br />
|an − 1| = <br />
n − 2 − 1 <br />
√<br />
− 1<br />
n − 2 − 2<br />
=<br />
√<br />
√ <br />
<br />
<br />
n − 2 − 1 − n − 2 + 2<br />
√ <br />
n − 2 − 2<br />
=<br />
1<br />
= <br />
√ n − 2 − 2 =<br />
1<br />
√ ,<br />
n − 2 − 2<br />
n > 6.<br />
Atrisina nevienādību<br />
Ja izvēlas<br />
N = max<br />
1<br />
√ n − 2 − 2 < ε,<br />
√ 1<br />
n − 2 − 2 ><br />
ε ,<br />
√ 1<br />
n − 2 ><br />
+ 2,<br />
<br />
ε<br />
2 1<br />
n − 2 > + 2 ,<br />
ε<br />
2 n > + 2 + 2.<br />
1<br />
ε<br />
1<br />
ε<br />
2 <br />
+ 2 + 2 ; 6 ,<br />
tad visiem n > N izpildās nevienādība |an − 1| < ε. Tādējādi<br />
lim<br />
n→∞ an = 1.<br />
26
5.3. piemērs. Lietojot virknes robeˇzas definīciju, pierādīt, ka<br />
Pārveido starpību<br />
Atrisina nevienādību<br />
Ja izvēlas N =<br />
lim<br />
n→∞<br />
<br />
an − (−1) =<br />
5n = −1.<br />
1 − 5n <br />
<br />
<br />
<br />
5 n + 1 − 5 n<br />
1 − 5 n<br />
1<br />
5n < ε,<br />
− 1<br />
5 n − 1 > 1<br />
ε ,<br />
5 n > 1<br />
+ 1,<br />
n > log 5<br />
ε<br />
1<br />
ε<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
+ 1 .<br />
= 1<br />
5 n − 1 .<br />
<br />
1 log5 ε + 1,<br />
tad visiem n > N izpildās nevienādība<br />
|an + 1| < ε, tādējādi lim<br />
n→∞ an = −1.<br />
Auditorijā risināmie uzdevumi<br />
Lietojot virknes robeˇzas definīciju, pierādīt dotās vienādības. Skaitlim<br />
ε = 0, 1 atrast atbilstoˇso N.<br />
n 1<br />
3n − 4<br />
1. lim = ; 2. lim = 3;<br />
n→∞ 3n + 1 3 n→∞ n + 1<br />
3n<br />
3. lim<br />
n→∞<br />
2 − 1<br />
4n2 √<br />
3<br />
n + 1 − 2<br />
= ; 4. lim √ = 1;<br />
+ 1 4 n→∞ n + 1 + 2<br />
5. lim<br />
n→∞<br />
3 n − 2<br />
3 n<br />
= 1.<br />
27
Mājas darba uzdevumi<br />
Lietojot virknes robeˇzas definīciju, pierādīt dotās vienādības. Skaitlim<br />
ε = 0, 1 atrast atbilstoˇso N.<br />
1.<br />
3n − 7 3<br />
lim = ;<br />
n→∞ 2n + 13 2<br />
2.<br />
√<br />
n + 1<br />
lim √ = 1;<br />
n→∞ n − 1<br />
3.<br />
9 − n<br />
lim<br />
n→∞<br />
3<br />
= −1;<br />
1 + 2n3 2<br />
4.<br />
2<br />
lim<br />
n→∞<br />
n<br />
= −1;<br />
1 − 2n 5. lim<br />
n→∞<br />
3n2 = −3.<br />
2 − n2 6.1. Funkcijas galīga robeˇza<br />
6. Funkcijas robeˇza<br />
6.1. definīcija. Skaitli A sauc par funkcijas f robeˇzu punktā a<br />
(a ∈ R), ja jebkuram ε > 0 eksistē tāds δ > 0 (atkarīgs no ε), ka<br />
visiem x, kuriem 0 < |x − a| < δ, izpildās nevienādība<br />
<br />
f(x) − A < ε.<br />
No ˇgeometriskā viedokl¸a tas nozīmē: lai cik ˇsaura arī nebūtu horizontālā<br />
josla starp taisnēm y = A−ε un y = A+ε, funkcijas grafiks, izņemot varbūt<br />
punktu a; f(a) , visiem x ∈ (a − δ; a + δ) atrodas ˇsajā joslā (6.1. zīm.).<br />
Raksta: lim<br />
x→a f(x) = A.<br />
28
6.1. zīm.<br />
6.1. piemērs. Lietojot funkcijas robeˇzas definīciju, pierādīt, ka<br />
lim(5x<br />
− 4) = 1.<br />
x→1<br />
Skaitlim ε = 0, 5 atrast atbilstoˇso δ. Sniegt ˇgeometrisko interpretāciju.<br />
Pārveido starpību<br />
|f(x) − A| = |5x − 4 − 1| = 5|x − 1|.<br />
Atrisina nevienādību 5|x − 1| < ε attiecībā pret |x − 1|:<br />
Tādējādi var ņemt δ = ε<br />
5 .<br />
|x − 1| < ε<br />
5 .<br />
Tātad jebkuram ε > 0 eksistē tam atbilstoˇsais δ = ε<br />
5 > 0, ka visiem<br />
, izpildās nevienādība<br />
x, kuriem 0 < |x − 1| < δ, t.i., 0 < |x − 1| < ε<br />
5<br />
|f(x) − A| = |5x − 4 − 1| = 5|x − 1| < 5 ε<br />
5<br />
Saskaņā ar funkcijas robeˇzas definīciju lim<br />
x→a f(x) = A<br />
Ja ε = 0, 5, tad δ = 0,5<br />
5<br />
lim(5x<br />
− 4) = 1.<br />
x→1<br />
= 0, 1.<br />
29<br />
= ε.
6.2. zīm.<br />
6.2. piemērs. Lietojot funkcijas robeˇzas definīciju, pierādīt, ka<br />
lim<br />
x→3 (x2 − 2) = 7.<br />
Skaitlim ε = 0, 001 atrast atbilstoˇso δ.<br />
Pārveido starpību<br />
<br />
f(x) − A = |x 2 − 2 − 7| = |x 2 − 9| = |x − 3| · |x + 3| =<br />
Atrisina nevienādību<br />
attiecībā pret |x − 3|.<br />
= |x − 3| · (x − 3) + 6 ≤ |x − 3| · |x − 3| + 6 =<br />
= |x − 3| 2 + 6|x − 3|.<br />
|x − 3| 2 + 6|x − 3| < ε<br />
Ja |x − 3| apzīmē ar k, tad iegūst nevienādību<br />
Atbilstoˇsā kvadrātvienādojuma<br />
k 2 + 6k − ε < 0.<br />
k 2 + 6k − ε = 0<br />
saknes ir k1 = −3 − √ 9 + ε un k2 = −3 + √ 9 + ε.<br />
Nevienādības<br />
k 2 + 6x − ε < 0<br />
30
atrisinājums ir<br />
Tādējādi<br />
Tā kā<br />
tad<br />
−3 − √ 9 + ε < k < −3 + √ 9 + ε.<br />
−3 − √ 9 + ε < |x − 3| < −3 + √ 9 + ε.<br />
Tātad var ņemt δ = −3 + √ 9 + ε.<br />
−3 − √ 9 + ε < 0,<br />
0 < |x − 3| < −3 + √ 9 + ε.<br />
Kādu arī neizvēlētos ε > 0, eksistē tam atbilstoˇsais δ = −3 + √ 9 + ε,<br />
ka visiem x, kuriem<br />
izpildās nevienādība<br />
0 < |x − 3| < −3 + √ 9 + ε,<br />
|f(x) − A| = |x 2 − 2 − 7| < ε.<br />
Saskaņā ar funkcijas robeˇzas definīciju<br />
Auditorijā risināmie uzdevumi<br />
lim<br />
x→3 (x2 − 2) = 7.<br />
Lietojot funkcijas robeˇzas definīciju, pierādīt dotās vienādības. Skaitlim<br />
ε = 0, 1 atrast atbilstoˇso δ.<br />
1.<br />
<br />
(a) lim(2x<br />
− 1) = 3;<br />
x→2<br />
(b) lim<br />
x→4<br />
5 − x<br />
4<br />
<br />
= 4;<br />
(c) lim<br />
x→1 (5 − 3x 2 ) = 2; (d) lim<br />
x→4 (x 2 − 4x + 5) = 5.<br />
2. Lietojot funkcijas robeˇzas definīciju, pārbaudīt, vai ir pareiza vienādība<br />
lim(3x<br />
+ 2) = −1.<br />
x→1<br />
Mājas darba uzdevumi<br />
Lietojot funkcijas robeˇzas definīciju, pierādīt dotās vienādības. Skaitlim<br />
ε = 0, 5 atrast atbilstoˇso δ.<br />
1. lim (3x + 5) = 2;<br />
x→−1<br />
2.<br />
<br />
x<br />
<br />
lim + 4 = 5;<br />
x→3 3<br />
3. lim<br />
x→1 (2x 2 − 3) = −1; 4. lim<br />
x→5 (x 2 − 5x + 6) = 6.<br />
31
6.2. Funkcijas bezgalīga robeˇza<br />
Apskata gadījumu, kad lim<br />
x→a f(x) ir bezgalība. Atkarībā no tā, vai a ir<br />
skaitlis vai viens no simboliem “bezgalība” (plus bezgalība, mīnus bezgalība,<br />
bezgalība bez zīmes), ir iespējami 12 gadījumi.<br />
Piemēram, lim<br />
x→a f(x) = +∞, a ∈ R.<br />
ˇSoreiz simbolu +∞ sauc par funkcijas f(x) robeˇzu punktā a, ja jebkuram<br />
skaitlim M > 0 eksistē tāds δ > 0, ka visiem x, kuriem<br />
0 < |x − a| < δ, izpildās nevienādība f(x) > M.<br />
G¸ eometriski tas nozīmē: lai cik liels arī nebūtu skaitlis M > 0, eksistē<br />
tāds intervāls (a − δ; a + δ), ka visiem x no ˇsī intervāla funkcijas grafiks<br />
atrodas virs taisnes y = M (6.3. zīm.).<br />
6.3. zīm.<br />
Piemēram, lim f(x) = ∞.<br />
x→−∞<br />
ˇSoreiz simbolu ∞ sauc par funkcijas f(x) robeˇzu punktā −∞, ja<br />
jebkuram skaitlim M > 0 eksistē tāds skaitlis N > 0, ka visiem x, kuriem<br />
x < −N, izpildās nevienādība <br />
f(x) > M.<br />
G¸ eometriski tas nozīmē: lai cik liels arī nebūtu M > 0, eksistē tāds intervāls<br />
(−∞; −N), ka visiem x, kas pieder ˇsim intervālam, funkcijas grafiks<br />
atrodas zem taisnes y = −M vai virs taisnes y = M.<br />
6.3. piemērs. Lietojot funkcijas robeˇzas definīciju, pierādīt, ka<br />
1<br />
lim<br />
x→−2 2 + x<br />
32<br />
= ∞.
Skaitlim M = 5 atrast atbilstoˇso δ.<br />
Izvēlas patval¸īgu skaitli M > 0, apskata nevienādību<br />
<br />
<br />
<br />
1 <br />
<br />
2<br />
+ x<br />
> M<br />
un atrisina to attiecībā pret |x + 2|:<br />
Tādējādi δ = 1<br />
M .<br />
|x + 2| < 1<br />
M .<br />
Kādu arī neizvēlētos M > 0, eksistē δ = 1<br />
M<br />
0 < |x + 2| < δ, izpildās nevienādība<br />
Tādējādi<br />
Ja M = 5, tad δ = 1<br />
5 .<br />
<br />
f(x) =<br />
1<br />
|x + 2|<br />
> 1<br />
δ<br />
lim f(x) = ∞.<br />
x→−2<br />
> 0, ka visiem x, kuriem<br />
= M.<br />
G¸ eometriski tas nozīmē, ka visiem x, kas pieder intervālam<br />
<br />
−2 − 1<br />
<br />
1<br />
; −2 + = (−2, 2; −1, 8),<br />
5 5<br />
funkcijas grafiks atrodas zem taisnes y = −5 vai virs taisnes y = 5<br />
(6.4. zīm.).<br />
33
6.4. zīm.<br />
6.4. piemērs. Lietojot funkcijas robeˇzas definīciju, pierādīt, ka<br />
lim<br />
x→∞ (x2 − 1) = +∞.<br />
Izvēlas patval¸īgu skaitli M > 0, apskata nevienādību<br />
un atrisina to attiecībā pret |x|:<br />
tādējādi<br />
x 2 − 1 > M<br />
x 2 > M + 1,<br />
|x| > √ M + 1,<br />
N = √ M + 1.<br />
Kādu arī neizvēlētos M > 0, eksistē tāds N = √ M + 1 > 0, ka visiem<br />
x, kuriem |x| > √ M + 1, izpildās nevienādība:<br />
f(x) = x 2 √M 2 − 1 > + 1 − 1 = M.<br />
Tādējādi<br />
(6.5. zīm.).<br />
lim f(x) = +∞.<br />
x→∞<br />
34
6.5. zīm.<br />
Auditorijā risināmie uzdevumi<br />
Lietojot funkcijas robeˇzas definīciju, pierādīt:<br />
1. lim<br />
x→−1<br />
3. lim<br />
x→2<br />
5. lim<br />
x→1<br />
2<br />
x + 1<br />
1<br />
= ∞; 2. lim<br />
x→ 1<br />
2<br />
= +∞; 4. lim<br />
(x − 2) 2 x→1<br />
1<br />
x 2 − 1<br />
= ∞; 6. lim<br />
x→1<br />
5<br />
= ∞;<br />
2x − 1<br />
2<br />
= −∞;<br />
(x − 1) 3<br />
1<br />
= +∞;<br />
3 (x − 1) 2<br />
7. lim<br />
x→−∞ (x2 + 1) = +∞; 8. lim<br />
x→∞ (x 3 − 1) = ∞;<br />
9. lim 2<br />
x→0 1<br />
x2 = +∞.<br />
Mājas darba uzdevumi<br />
Lietojot funkcijas robeˇzas definīciju, pierādīt:<br />
1.<br />
3<br />
lim<br />
x→2 2 − x<br />
3. lim<br />
x→4<br />
1<br />
5.<br />
2<br />
lim<br />
x→−2 x2 − 4<br />
= ∞; 2. lim<br />
x→− 1<br />
3<br />
= +∞; 4. lim<br />
(4 − x) 2 x→2<br />
= ∞; 6. lim<br />
x→−1<br />
7. lim<br />
x→+∞ (1 − x2 ) = −∞; 8. lim<br />
<br />
9. lim 1 − e<br />
x→0<br />
1<br />
x2 <br />
= −∞.<br />
35<br />
2<br />
= ∞;<br />
1 + 3x<br />
5<br />
= ∞;<br />
(2 − x) 5<br />
1<br />
= +∞;<br />
3 (1 + x) 2<br />
x→∞ (1 − x 4 ) = −∞;
7. Robeˇzu izskaitl¸oˇsana<br />
Robeˇzu izskaitl¸oˇsanai izmanto ˇsādas galīgu robeˇzu īpaˇsības.<br />
1. Ja eksistē galīga robeˇza lim<br />
x→a f(x) = A (A ∈ R), tad f ir ierobeˇzota<br />
funkcija punkta x = a apkārtnē.<br />
2. Ja funkcija f ir konstanta punkta x = a apkārtnē, t.i., visiem x ∈ U(a)<br />
f(x) = k − const, tad lim<br />
x→a f(x) = k.<br />
3. Ja funkcijai f eksistē galīga robeˇza lim f(x) = A, tad eksistē arī robeˇza<br />
x→a <br />
ˇsīs funkcijas modulim |f|, pie tam limf(x)<br />
= |A|.<br />
x→a<br />
<br />
4. Ja lim f(x) = A (a ∈ R), tad lim f(x) − A = 0.<br />
x→a x→a<br />
5. Ja eksistē galīgas robeˇzas lim f(x) = A1 un lim g(x) = A2, tad eksistē<br />
x→a x→a<br />
galīga robeˇza ˇso funkciju summai, pie tam<br />
<br />
lim f(x) + g(x) = A1 + A2.<br />
x→a<br />
6. Ja eksistē galīga robeˇza lim f(x) = A, tad eksistē galīga robeˇza ˇsīs<br />
x→a <br />
funkcijas reizinājumam ar konstanti k, pie tam lim kf(x) = kA.<br />
x→a<br />
7. Ja funkcija f definēta un ierobeˇzota punkta x = a kādā apkārtnē un<br />
funkcijai g eksistē robeˇza lim g(x) = 0, tad eksistē robeˇza ˇso funkciju<br />
x→a<br />
reizinājumam, pie tam<br />
<br />
lim f(x) · g(x) = 0.<br />
x→a<br />
8. Ja eksistē galīgas robeˇzas lim f(x) = A1 un lim g(x) = A2, tad eksistē<br />
x→a x→a<br />
galīga robeˇza ˇso funkciju reizinājumam, pie tam<br />
<br />
lim f(x) · g(x) = A1 · A2.<br />
x→a<br />
9. Ja eksistē galīgas robeˇzas lim f(x) = A1 un lim g(x) = A2, pie tam<br />
x→a x→a<br />
A2 = 0, tad eksistē galīga robeˇza funkcijai f<br />
g , pie tam<br />
f(x)<br />
lim<br />
x→a g(x)<br />
36<br />
A1<br />
= .<br />
A2
10. Ja eksistē robeˇzas lim<br />
x→a ϕ(x) = b, lim<br />
u→b f(u) = B un salikta funkcija<br />
f ϕ(x) ir definēta punkta x = a pārdurtā apkārtnē, pie tam ˇsajā<br />
apkārtnē ϕ(x) = b, tad punktā x = a eksistē robeˇza saliktai funkcijai<br />
f ϕ(x) , un ˇsī robeˇza ir B, t.i.,<br />
lim<br />
x→a fϕ(x) = B.<br />
Tā kā virkne ir funkcijas īpaˇss gadījums, tad visas ˇsīs īpaˇsības ir spēkā<br />
arī virknēm.<br />
Var būt gadījumi, kad robeˇzu izskaitl¸oˇsana, izmantojot iepriekˇs uzskaitītās<br />
īpaˇsības, nav iespējama.<br />
1. Ja<br />
tad robeˇzas<br />
lim f(x) = lim ϕ(x) = 0,<br />
x→a x→a<br />
f(x)<br />
lim<br />
x→a ϕ(x)<br />
gadījumā 9. īpaˇsību pielietot nedrīkst un runā par “ 0<br />
0 ” veida nenoteiktību.<br />
2. Ja<br />
tad robeˇzas<br />
lim f(x) = lim ϕ(x) = ∞,<br />
x→a x→a<br />
f(x)<br />
lim<br />
x→a ϕ(x)<br />
gadījumā sastopas ar “ ∞<br />
∞ ” veida nenoteiktību.<br />
<br />
3. Skaitl¸ojot robeˇzu lim f(x) − ϕ(x) , kur lim<br />
x→a<br />
x→a f(x) un lim<br />
x→a ϕ(x) ir bez-<br />
galības ar vienādām zīmēm, sastopas ar “∞ − ∞” veida nenoteiktību.<br />
ϕ(x) 4. Eksistē nenoteiktības, kas ir sastītas ar lim f(x) atraˇsanu<br />
x→a<br />
(1 ∞ , 0 0 , ∞ 0 ).<br />
Nenoteiktības var novērst,<br />
1. veicot algebriskus vai trigonometriskus pārveidojumus (funkciju sadalot<br />
reizinātājos vai saskaitāmajos, vienādojot dal¸u saucējus, atņemot<br />
vai pieskaitot kādu izteiksmi, dalot un reizinot ar kādu funkciju, iznesot<br />
kopīgo reizinātāju pirms iekavām, utt.),<br />
37
2. atseviˇsk¸as funkcijas aizstājot ar ekvivalentām bezgalīgi mazām funkcijām,<br />
3. izmantojot tā saucamās “ievērojamās robeˇzas”:<br />
sin x (a) lim<br />
x→0 x<br />
= 1,<br />
(b) lim(1<br />
+ x)<br />
x→0 1<br />
x = e,<br />
<br />
1 x<br />
lim 1 +<br />
x→∞ x = e,<br />
log<br />
(c) lim a(1+x)<br />
x→0 x<br />
ln(1+x)<br />
lim<br />
x→0 x<br />
(d) lim<br />
x→0<br />
a x −1<br />
x<br />
= 1<br />
ln a ,<br />
= 1,<br />
= ln a (a > 0),<br />
e lim<br />
x→0<br />
x−1 x = 1,<br />
(1+x)<br />
(e) lim<br />
x→0<br />
α−1 x = α.<br />
Nenoteiktību “0 · ∞” viegli var pārveidot par vienu no nenoteiktībām<br />
“ 0<br />
0 ” vai “∞<br />
∞ ”. Piemēram, ja lim f(x) = 0 un lim ϕ(x) = ∞, tad reizinājumu<br />
x→a x→a<br />
f · ϕ pārveido ˇsādi:<br />
f · ϕ = f<br />
1<br />
ϕ<br />
Tādā veidā nenoteiktība “0 · ∞” tiek pārveidota par nenoteiktību “ 0<br />
0 ”.<br />
Nenoteiktību “∞ − ∞” var pārveidot par nenoteiktību “ 0<br />
0 ” ˇsādi:<br />
f − ϕ =<br />
.<br />
1 1<br />
ϕ − f<br />
1<br />
f·ϕ<br />
Lietojot logaritmēˇsanu, nenoteiktības “1 ∞ ”, “0 0 ”, “∞ 0 ” var pārveidot<br />
par nenoteiktību “0·∞”. Par ˇsāda veida nenoteiktību tās var arī pārveidot,<br />
uzrakstot funkciju f ϕ ˇsādi:<br />
7.1. piemērs. Atrast<br />
Tā kā<br />
lim<br />
x→2<br />
f ϕ = e ϕ ln f .<br />
x3 − 4x2 + x + 6<br />
x2 .<br />
− 4<br />
lim<br />
x→2 (x3 − 4x 2 + x + 6) = 0<br />
38<br />
.
un<br />
lim<br />
x→2 (x2 − 4) = 0,<br />
tad ˇsajā piemērā sastopas ar nenoteiktību “ 0<br />
0 ”. Lai to novērstu, sadala<br />
skaitītāju un saucēju reizinātājos, saīsina dal¸u ar (x − 2) (kas ˇsoreiz<br />
tiecas uz 0), un nenoteiktība tiek novērsta:<br />
x<br />
lim<br />
x→2<br />
3 − 4x2 + x + 6<br />
x2 − 4<br />
7.2. piemērs. Atrast<br />
(x − 2)(x<br />
= lim<br />
x→2<br />
2 − 2x − 3)<br />
lim<br />
x→0<br />
(x − 2)(x + 2)<br />
= lim<br />
x→2<br />
√ √<br />
1 + 5x − 1 + 3x<br />
.<br />
x<br />
=<br />
x 2 − 2x − 3<br />
x + 2<br />
= − 3<br />
4 .<br />
ˇSis piemērs satur nenoteiktību “ 0<br />
0 ”. Lai to novērstu, “pārnes” iracionalitāti<br />
no dal¸as skaitītāja uz saucēju, reizinot skaitītāju un saucēju<br />
ar skaitītājam saistīto izteiksmi, t.i., ar √ 1 + 5x + √ 1 + 3x :<br />
lim<br />
x→0<br />
√ √<br />
1 + 5x − 1 + 3x<br />
=<br />
√ x √ √ √ <br />
1 + 5x − 1 + 3x 1 + 5x + 1 + 3x<br />
= lim<br />
x→0<br />
= lim<br />
x→0<br />
1 + 5x − 1 − 3x<br />
x √ 1 + 5x + √ 1 + 3x<br />
x √ 1 + 5x + √ =<br />
1 + 3x<br />
2x<br />
= lim<br />
x→0 x √ 1 + 5x + √ =<br />
1 + 3x<br />
= 2 · 1<br />
= 1.<br />
2<br />
7.3. piemērs. Atrast<br />
3√<br />
10 − x − 2<br />
lim<br />
.<br />
x→2 x − 2<br />
ˇSis piemērs satur nenoteiktību “ 0<br />
0 ”. Lai to novērstu, skaitītāju papildina<br />
līdz divu skaitl¸u kubu starpībai, reizinot dal¸as skaitītāju un saucēju<br />
<br />
3 ar (10 − x) 2 3<br />
+ 2 √ <br />
10 − x + 4 (skat. 5 ; tādā veidā iracionalitāte no<br />
5 Tiek izmantota formula (a − b)(a 2 + ab + b 2 ) = a 3 − b 3 .<br />
39
skaitītāja tiek “pārnesta” uz saucēju):<br />
lim<br />
x→2<br />
3√ 10 − x − 2<br />
x − 2<br />
= lim<br />
x→2<br />
= lim<br />
x→2<br />
(x − 2)<br />
= lim<br />
x→2<br />
7.4. piemērs. Atrast<br />
(x − 2)<br />
√ 3<br />
10 − x √ 3 2 3<br />
10 − x + 2 √ <br />
10 − x + 4<br />
√ 3 2 3<br />
(x − 2) 10 − x + 2 √ =<br />
10 − x + 4<br />
10 − x − 8<br />
3 √ 10 − x 2 + 2 3 √ 10 − x + 4<br />
−(x − 2)<br />
=<br />
3 √ 10 − x 2 + 2 3 √ 10 − x + 4<br />
2x<br />
lim<br />
x→∞<br />
3 + 3x + 5<br />
3x3 − x2 + 3 .<br />
= − 1<br />
12 .<br />
ˇSis piemērs satur nenoteiktību “ ∞<br />
∞ ”. Lai to novērstu, skaitītāja un<br />
saucēja polinomus jādala ar x augstāko pakāpi (ˇsoreiz ar x3 ):<br />
2x<br />
lim<br />
x→∞<br />
3 + 3x + 5<br />
3x3 − x2 + 3<br />
2 +<br />
= lim<br />
x→∞<br />
3<br />
x2 + 5<br />
x3 3 − 1<br />
x<br />
√ <br />
7.5. piemērs. Atrast lim x − x2 − 3 .<br />
x→+∞<br />
+ 3<br />
x 3<br />
= 2 + 0 + 0<br />
3 − 0 + 0<br />
= 2<br />
3 .<br />
ˇSis piemērs satur nenoteiktību “∞ − ∞”. Lai to novērstu, doto funkciju<br />
reizina un dala ar tās saistīto izteiksmi, t.i., ar x + √ x 2 − 3 :<br />
<br />
lim x −<br />
x→+∞<br />
x2 <br />
√ √ <br />
x − x2 − 3 x + x2 − 3<br />
− 3 = lim<br />
x→+∞<br />
7.6. piemērs. Atrast lim<br />
x→0<br />
= lim<br />
x→+∞<br />
1−cos x<br />
x2 .<br />
x 2 − x 2 + 3<br />
x + √ x 2 − 3<br />
x + √ x 2 − 3<br />
= lim<br />
x→+∞<br />
3<br />
x + √ x 2 − 3<br />
=<br />
= 0.<br />
ˇSis piemērs satur nenoteiktību “ 0<br />
0 ”. Lai to novērstu, iepriekˇs izsakot<br />
2 x<br />
1 − cos x = 2 sin , izmanto pirmo ievērojamo robeˇzu, t.i.,<br />
2<br />
sin x<br />
lim<br />
x→0 x<br />
40<br />
= 1 .
1 − cos x<br />
lim<br />
x→0 x2 2 x 2 sin 2<br />
= lim<br />
x→0 x2 = 2 lim<br />
x→0<br />
2 x sin<br />
x<br />
2<br />
= 1<br />
2<br />
2<br />
2 · 4 =<br />
<br />
lim<br />
x→0<br />
sin x 2 2<br />
x =<br />
2<br />
1<br />
2 · 12 = 1<br />
2 .<br />
<br />
1<br />
7.7. piemērs. Atrast lim 1 −<br />
x→∞ x2 x. ˇSis piemērs satur nenoteiktību “1∞ ”. Lai to novērstu, izmanto otro<br />
ievērojamo robeˇzu, t.i.,<br />
<br />
lim 1 +<br />
x→∞<br />
1<br />
x x<br />
= e.<br />
<br />
lim 1 −<br />
x→∞<br />
1<br />
x2 <br />
x <br />
= lim 1 +<br />
x→∞<br />
1<br />
−x2 x<br />
2 −x −x2 (skat. 6 ).<br />
7.8. piemērs. Atrast lim<br />
x→∞<br />
<br />
2x+3 x+1.<br />
2x+1<br />
1 − lim<br />
= e x→∞ x 0<br />
= e = 1<br />
ˇSis piemērs satur nenoteiktību “1 ∞ ”. lai to novērstu, izmanto otro<br />
ievērojamo robeˇzu. Uzdevumu var atrisināt ar diviem paņēmieniem.<br />
1. paņēmiens.<br />
x+1 2x + 3<br />
lim<br />
x→∞ 2x + 1<br />
= lim<br />
x→∞<br />
3 1 + 2x<br />
= lim<br />
x→∞ 1 + 1<br />
x<br />
· 1 =<br />
2x<br />
2. paņēmiens.<br />
x+1 <br />
2x + 3<br />
lim<br />
= lim 1 +<br />
x→∞ 2x + 1 x→∞<br />
2<br />
= lim<br />
x→∞<br />
<br />
x 2x + 3 2x + 3<br />
· lim<br />
2x + 1 x→∞<br />
1 + 2<br />
2x + 1<br />
6 Tiek izmantota eksponentfunkcijas nepārtrauktība.<br />
41<br />
2x + 1 =<br />
1 2x<br />
3 3<br />
lim +<br />
x→∞ 2x<br />
1 1 lim +<br />
x→∞ 2x<br />
x · 1 =<br />
2x + 1<br />
2x+1<br />
2<br />
= e lim<br />
x→∞<br />
2<br />
2x+1 ·x<br />
3<br />
2<br />
2x 1<br />
2<br />
=<br />
2x lim<br />
2x+1 x→∞ = e<br />
= e 3<br />
2<br />
e 1<br />
2<br />
= e.<br />
1<br />
1+ 1<br />
2x = e 1 = e.
7.9. piemērs. Atrast lim(1<br />
− 3x)<br />
x→0 1<br />
x.<br />
ˇSis piemērs satur nenoteiktību “1 ∞ ”. Lai to novērstu, izmanto otro<br />
ievērojamo robeˇzu, ˇsoreiz<br />
1<br />
lim(1<br />
+ x) x = e.<br />
x→0<br />
<br />
1<br />
lim(1<br />
− 3x) x = lim (1 − 3x)<br />
x→0 x→0<br />
1<br />
1 −3x· x<br />
−3x<br />
7.10. piemērs. Atrast lim<br />
x→1 (1 − x) tg πx<br />
2 .<br />
<br />
= lim t ctg<br />
t→0<br />
πt<br />
<br />
t<br />
= (0 · ∞) = lim<br />
2<br />
t→0 tg πt<br />
2<br />
=<br />
= lim<br />
x→0<br />
<br />
1 −3<br />
−<br />
(1 − 3x) 3x = e −3 .<br />
ˇSis piemērs satur nenoteiktību “0 · ∞”.<br />
πx<br />
lim(1<br />
− x) tg<br />
x→1 2 =<br />
<br />
<br />
Apzīmē<br />
1 − x = t, tad x = 1 − t,<br />
<br />
tg<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
πx π<br />
2 = tg 2 (1 − t) =<br />
= tg π π<br />
2 − 2t = ctg πt<br />
2 .<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
=<br />
<br />
<br />
Ja x → 1, tad t → 0. <br />
<br />
0<br />
= = lim<br />
0 t→0<br />
(skat. 7 )<br />
ln(1+2x)<br />
7.11. piemērs. Atrast lim<br />
x→0 sin 3x .<br />
tπ 2<br />
π tg 2t π<br />
2<br />
ˇSis piemērs satur nenoteiktību “ 0<br />
0 ”. Lai to novērstu, lieto robeˇzu<br />
= 1 un pirmo ievērojamo robeˇzu:<br />
ln(1+x)<br />
lim<br />
x→0 x<br />
ln(1 + 2x)<br />
lim<br />
x→0 sin 3x<br />
πt<br />
7 2<br />
Tiek izmantota robeˇza lim<br />
t→0 tg πt<br />
2<br />
= lim<br />
x→0<br />
= 1.<br />
ln(1+2x)<br />
2x<br />
sin 3x<br />
3x<br />
2x<br />
3x = 2<br />
3 lim<br />
x→0<br />
42<br />
ln(1+2x)<br />
2x<br />
sin 3x<br />
3x<br />
= 2 1<br />
·<br />
3 1<br />
= 2<br />
3 .<br />
= 2<br />
π
Auditorijā risināmie uzdevumi<br />
Atrast robeˇzas<br />
1.<br />
x<br />
lim<br />
x→−1<br />
2 + 5x − 3<br />
log2(x2 3.<br />
;<br />
+ 1)<br />
lim<br />
x→+∞<br />
2.<br />
<br />
x<br />
lim + 2 cos x ;<br />
x→0 lg |x| (lg x − 2−x ); 4. lim<br />
x→− π<br />
cos x + sin x<br />
;<br />
4 cos 2x<br />
5.<br />
x<br />
lim<br />
x→2<br />
2 − 5x + 6<br />
x2 ;<br />
− 3x + 2<br />
6.<br />
3 − x<br />
lim<br />
x→3 x3 − 27 ;<br />
7.<br />
x<br />
lim<br />
x→3<br />
2 − 9<br />
x2 ;<br />
− 3x<br />
8.<br />
3x<br />
lim<br />
x→−1<br />
2 + 2x − 1<br />
−x2 + x + 2 ;<br />
9.<br />
<br />
1 12<br />
lim −<br />
x→−2 2 + x 8 + x3 <br />
; 10. lim<br />
x→ π<br />
6<br />
2 sin 2 x + sin x − 1<br />
2 sin 2 x − 3 sin x + 1 ;<br />
3 −<br />
11. lim<br />
x→0<br />
√ x + 9<br />
x + 5<br />
; 12. lim √ ;<br />
x<br />
x→−5 x + 30 + x<br />
√<br />
4x + 1 − 3<br />
3√<br />
x − 6 + 2<br />
13. lim √ ; 14. lim<br />
;<br />
x→2 x + 2 − 2 x→−2 2 + x<br />
3√ √<br />
x − 1<br />
1 + x − 1<br />
15. lim √ ; 16. lim<br />
x→1 x − 1 x→0 3√ ;<br />
1 + x − 1<br />
17. lim<br />
x→∞<br />
33. lim<br />
x→ π<br />
2<br />
2x 3 + 1<br />
3x 4 + 2x 2 − 1<br />
π<br />
2<br />
; 18. lim<br />
n→∞<br />
0, 1n5 − n3 + 1<br />
2n3 + 3n2 19.<br />
(2x − 3)(3x + 5)(4x − 6)<br />
lim<br />
x→∞ 3x3 21.<br />
;<br />
+ x − 1<br />
n!<br />
lim<br />
;<br />
n→∞ (n + 1)! − n!<br />
20.<br />
22.<br />
x<br />
lim<br />
x→∞ 3√ ;<br />
x3 <br />
+ 10<br />
lim x −<br />
x→∞<br />
x3<br />
x2 23.<br />
√ √ <br />
lim x − 3 − x ;<br />
x→+∞<br />
24.<br />
<br />
;<br />
+ 1<br />
√ <br />
lim x − 2x − 3 ;<br />
x→+∞<br />
25.<br />
27.<br />
sin 15x<br />
lim ;<br />
x→0 5x<br />
tg<br />
lim<br />
x→0<br />
26.<br />
sin(x + 2)<br />
lim ;<br />
x→0 x + 2<br />
x<br />
2 ;<br />
x<br />
28.<br />
cos x<br />
lim<br />
x→0 x ;<br />
29.<br />
31.<br />
tg 3x<br />
lim ;<br />
x→0 sin 5x<br />
x<br />
lim ;<br />
x→0 1 − cos x<br />
30.<br />
32.<br />
lim(4x<br />
ctg x);<br />
x→0<br />
<br />
lim (x − 3) sin<br />
x→∞<br />
2<br />
<br />
;<br />
3x<br />
ctg x<br />
− x;<br />
34.<br />
4x<br />
lim<br />
x→0 arcsin 12x ;<br />
43<br />
;
35.<br />
arctg(x + 2)<br />
lim<br />
x→−2 4 − x2 ; 36.<br />
tg πx<br />
lim<br />
x→−2 x + 2 ;<br />
37.<br />
<br />
π<br />
lim ctg 2x ctg − x<br />
x→0<br />
2 <br />
; 38.<br />
<br />
lim 1 −<br />
x→∞<br />
1<br />
x ;<br />
x<br />
39.<br />
<br />
lim 1 −<br />
x→∞<br />
1<br />
41.<br />
x+1 ;<br />
x<br />
<br />
lim 1 +<br />
x→∞<br />
40.<br />
x x<br />
lim ;<br />
x→∞ x + 1<br />
2<br />
43.<br />
x ;<br />
x<br />
2 n − 9<br />
lim<br />
n→∞ 2 + n<br />
42.<br />
x x + 7<br />
lim ;<br />
x→∞ x + 1<br />
2<br />
2 n −3<br />
; 44.<br />
<br />
3x x <br />
3 − 4 3x − 4<br />
lim<br />
;<br />
x→∞ 3x + 2 3x + 2<br />
45.<br />
3 5x + 2<br />
lim<br />
x→+∞ 5x3 √ x<br />
; 46.<br />
2 x + 5x − 3<br />
lim<br />
x→∞ x2 x<br />
3<br />
;<br />
− 2<br />
47. lim(1<br />
+ x)<br />
x→0 2<br />
x; 48. lim(1<br />
− 3x)<br />
x→0 1<br />
49.<br />
1<br />
x 7x + 3<br />
lim<br />
;<br />
x→0 9x + 3<br />
50.<br />
x;<br />
9<br />
4x 1 − 4x<br />
lim<br />
;<br />
x→0 1 + 2x<br />
51. lim(1<br />
+ x + x<br />
x→0 2 ) 1<br />
sin x; 52. lim(cos<br />
x)<br />
x→0 1<br />
x;<br />
53. lim(cos<br />
x→0 2 x) 1<br />
2x; 54. lim(7<br />
− 6x)<br />
x→1 x<br />
55.<br />
<br />
lim 5n<br />
n→∞<br />
3x−3;<br />
ln(n − 9) − ln(n + 4) <br />
; 56.<br />
5<br />
lim<br />
x→0<br />
ln(3 − 7x) − ln 3 <br />
;<br />
3x<br />
ln x − 1<br />
57. lim ;<br />
x→e x − e<br />
58.<br />
e<br />
lim<br />
x→0<br />
−x − 1<br />
;<br />
4x<br />
59. lim<br />
x→0<br />
8 x − 6 x<br />
x<br />
Mājas darba uzdevumi<br />
5. lim<br />
x→− 1<br />
2<br />
.<br />
Atrast robeˇzas<br />
1.<br />
x<br />
lim<br />
x→1<br />
4 − 1<br />
x3 ;<br />
+ 5x − 2<br />
2.<br />
<br />
1<br />
lim 2 + √ −<br />
x→−∞ 1 − x 2<br />
x3 3.<br />
sin<br />
limπ<br />
x→ 4<br />
<br />
;<br />
π<br />
6 − 2x<br />
cos 2x + π<br />
;<br />
6<br />
4.<br />
x<br />
lim<br />
x→0<br />
3 − x2 + 2x<br />
x2 2x<br />
;<br />
+ x<br />
2 − 7x − 4<br />
−2x2 ;<br />
+ 5x + 3<br />
6.<br />
<br />
3<br />
lim<br />
x→1 x3 <br />
1<br />
− ;<br />
− 1 x − 1<br />
44
7.<br />
x + 1<br />
lim<br />
x→−1 x + √ ;<br />
x + 2<br />
8.<br />
2 −<br />
lim<br />
x→−2<br />
√ 9.<br />
3√<br />
1 − x2 − 1<br />
lim<br />
x→0 x<br />
6 + x<br />
√ ;<br />
7 − x − 3 2 ;<br />
− 3x<br />
10.<br />
√<br />
x − 8<br />
lim<br />
x→64 4 − 3√ x ;<br />
11.<br />
x<br />
lim<br />
x→∞<br />
2 − 5x + 1<br />
;<br />
3x + 7<br />
12.<br />
2x<br />
lim<br />
x→∞<br />
2 − x + 3<br />
x3 − 8x + 5 ;<br />
13.<br />
<br />
lim x2 + 1 − x2 − 1 ;<br />
x→+∞<br />
14.<br />
1 − cos x<br />
lim<br />
x→0 2 x ;<br />
3 sin 2<br />
15.<br />
1 − cos 3x<br />
lim<br />
x→0 tg2 ;<br />
6x<br />
16.<br />
sin(1 − x)<br />
lim<br />
x→1 x2 − 1 ;<br />
17.<br />
1 − cos<br />
lim<br />
x→0<br />
3 19.<br />
x<br />
;<br />
x − sin 2x<br />
1 −<br />
lim<br />
x→0<br />
18.<br />
sin 7x − sin 2x<br />
lim<br />
;<br />
x→0 sin x<br />
√ cos x<br />
;<br />
1 − cos x<br />
20.<br />
tg x<br />
lim<br />
x→0 arcsin 3x ;<br />
21.<br />
23.<br />
n+3<br />
4 3n − 1<br />
lim<br />
;<br />
n→∞ 8 + 3n<br />
2 x + 2<br />
lim<br />
x→∞ 2x<br />
22.<br />
x 2x − 3<br />
lim<br />
;<br />
x→∞ x − 1<br />
2 2 x<br />
;<br />
+ 1<br />
24.<br />
2 x + 2x + 1<br />
lim<br />
x→∞ x2 <br />
;<br />
+ 3<br />
25.<br />
<br />
lim 1 +<br />
n→∞<br />
x<br />
n ;<br />
n<br />
26.<br />
1−<br />
1 + x<br />
lim<br />
x→+∞ 2 + x<br />
√ x+1 x<br />
1−x<br />
;<br />
27. lim<br />
x→1<br />
x − 1<br />
x 2 − 1<br />
<br />
1 + 4x<br />
; 28. lim<br />
x→0 1 − 11x<br />
4<br />
3x<br />
;<br />
29. lim(1<br />
+ sin x)<br />
x→0 1<br />
x; 30.<br />
2 x − 2x + 3<br />
lim<br />
x→0 x2 − 3x + 2<br />
31.<br />
ln(7x + 2) − ln 2<br />
lim<br />
;<br />
x→0 5x<br />
32.<br />
e<br />
lim<br />
x→0<br />
2x − e5x ;<br />
x<br />
33.<br />
1 − 4<br />
lim<br />
x→0<br />
x<br />
;<br />
1 − ex ln x<br />
34. lim<br />
x→e<br />
3 − 3<br />
x − e ;<br />
35. lim<br />
x→0<br />
ln(1 + x)<br />
5 x − 1 .<br />
sin x<br />
x<br />
8. Bezgalīgi mazas funkcijas un to salīdzināˇsana<br />
8.1. definīcija. Funkciju α sauc par bezgalīgi mazu funkciju punktā<br />
a, ja lim<br />
x→a α(x) = 0.<br />
45<br />
;
Pieņemsim, ka α un β ir bezgalīgi mazas funkcijas punktā a.<br />
Apzīmē<br />
α(x)<br />
c = lim<br />
x→a β(x) .<br />
1. Ja c = 0, tad α sauc par augstākas kārtas bezgalīgi mazu funkciju,<br />
salīdzinot ar β, kad x → a, un raksta: α = o(β) (skat.<br />
8 ).<br />
2. Ja c = 0, un c ∈ R, tad α, β sauc par vienādas kārtas bezgalīgi<br />
mazām funkcijām, kad x → a.<br />
Pie tam, ja c = 1, t.i., ja<br />
α(x)<br />
lim<br />
x→a β(x)<br />
= 1,<br />
tad α un β sauc par ekvivalentām bezgalīgi mazām funkcijām,<br />
kad x → a, un raksta: α ∼ β (x → a).<br />
8.2. definīcija. Funkciju α sauc par k-tās kārtas bezgalīgi mazu<br />
funkciju, salīdzinot ar bezgalīgi mazu funkciju β, kad x → a,<br />
ja α un β k ir vienādas kārtas bezgalīgi mazas funkcijas, kad x → a.<br />
8.1. piemērs. Salīdzināt bezgalīgi mazas funkcijas:<br />
1. α(x) = √ 2 + x − √ 2 un β(x) = x, kad x → 0;<br />
2. α(x) = tg x un β(x) = x, kad x → 0;<br />
3. α(x) = sin 3 x un β(x) = x, kad x → 0.<br />
1. Atrodam doto bezgalīgi mazo funkciju attiecības robeˇzu, kad<br />
x → 0:<br />
√ √ √ √ √ √ <br />
2 + x − 2 2 + x − 2 2 + x + 2<br />
lim<br />
= lim<br />
x→0 x<br />
x→0 x √ 2 + x + √ =<br />
2<br />
2 + x − 2<br />
= lim<br />
x→0 x √ 2 + x + √ 1<br />
= lim √ √ =<br />
2 x→0 2 + x + 2 1<br />
2 √ 2 .<br />
Tātad dotās funkcijas ir vienādas kārtas bezgalīgi mazas funkcijas,<br />
kad x → 0.<br />
8 Lasa: α ir omikrons no β.<br />
46
2. Atrod<br />
α(x)<br />
lim<br />
x→0 β(x)<br />
tg x<br />
= lim<br />
x→0 x<br />
= 1.<br />
Dotās funkcijas ir ekvivalentas bezgalīgi mazas funkcijas, kad<br />
x → 0, t.i., tg x ∼ x (x → 0).<br />
3. Atrod<br />
α(x)<br />
lim<br />
x→0 β(x)<br />
sin<br />
= lim<br />
x→0<br />
3 x<br />
x<br />
<br />
sin x<br />
= lim<br />
x→0 x sin2 <br />
x = 0.<br />
Funkcija α(x) = sin 3 x ir augstākas kārtas bezgalīgi maza funkcija,<br />
salīdzinot ar β(x) = x, kad x → 0.<br />
Tā kā<br />
α(x)<br />
lim<br />
x→0 β3 (x)<br />
sin<br />
= lim<br />
x→0<br />
3 x<br />
x3 = 1,<br />
tad α ir 3. kārtas bezgalīgi maza funkcija, salīdzinot ar β, kad<br />
x → 0.<br />
Izskaitl¸ojot robeˇzas, daˇzkārt ir izdevīgi bezgalīgi mazās funkcijas aizstāt<br />
ar tām ekvivalentām funkcijām. Tāda pieeja vienkārˇso robeˇzu atraˇsanu.<br />
sin 8.2. piemērs. Atrast robeˇzu lim<br />
x→0<br />
2 3x<br />
1−cos 5x .<br />
Piemērā ir dota divu bezgalīgi mazu funkciju sin2 3x un 1−cos 5x, kad<br />
x → 0, attiecība. Lai atrastu ˇso robeˇzu, ˇsīs bezgalīgi mazās funkcijas,<br />
kad x → 0, aizstāj ar tām ekvivalentām bezgalīgi mazām funkcijām:<br />
sin 2 3x ∼ (3x) 2 2 5x<br />
un 1 − cos 5x ∼ 2 (x → 0),<br />
2<br />
jo<br />
Tādējādi<br />
2 5x<br />
1 − cos 5x = 2 sin<br />
2 .<br />
sin<br />
lim<br />
x→0<br />
2 3x<br />
1 − cos 5x<br />
Auditorijā risināmie uzdevumi<br />
= lim<br />
x→0<br />
9x 2<br />
25x 2<br />
2<br />
= 18<br />
25 .<br />
1. Salīdzināt bezgalīgi mazo funkciju δ(x) = x 2 , kad x → 0, ar ˇsādām<br />
bezgalīgi mazām funkcijām:<br />
47
(a) γ(x) = tg 3 3x;<br />
(b) γ(x) = 2 − 2 cos x;<br />
(c) γ(x) = ln 2 (1 + 3x).<br />
2. Pierādīt, ka dotās bezgalīgi mazās funkcijas norādītajos punktos ir<br />
ekvivalentas:<br />
(a) √ 1 + x − 1 ∼ x<br />
2 , kad x → 0;<br />
(b) sin x + tg x ∼ 2x, kad x → 0;<br />
(c) 1−x<br />
1+x ∼ 1 − √ x, kad x → 1.<br />
3. Atrast robeˇzas:<br />
sin 15x<br />
(a) lim<br />
x→0 tg 10x ;<br />
sin (b) lim<br />
x→0<br />
2 x<br />
1−cos x ;<br />
arctg<br />
(c) lim<br />
x→0<br />
2 5x<br />
x sin 2x ;<br />
arcsin (d) lim<br />
x→0<br />
3√ x4 x √ . x<br />
Mājas darba uzdevumi<br />
Atrast robeˇzas<br />
1. lim<br />
x→0<br />
3. lim<br />
x→0<br />
arcsin x<br />
3 ; 2. lim<br />
tg 2x x→0<br />
tg 5x<br />
2x − x2; 4. lim<br />
x→0<br />
x 3 + 2x 2<br />
2 x sin 4<br />
;<br />
ln 2 (1 + 2x)<br />
sin 2 6x .<br />
9. Nepārtrauktas funkcijas<br />
9.1. definīcija. Funkciju f sauc par nepārtrauktu punktā x0 ∈ D(f),<br />
ja lim<br />
∆x→0 ∆f(x0) = 0, kur<br />
∆f(x0) = f(x0 + ∆x) − f(x0)<br />
ir funkcijas f pieaugums punktā x0.<br />
48
9.2. definīcija. Funkciju f sauc par nepārtrauktu kopā E ⊂ D(f),<br />
ja tā ir nepārtraukta ˇsīs kopas katrā punktā.<br />
9.3. definīcija. Funkciju, kas ir nepārtraukta savā definīcijas apgabalā,<br />
sauc par nepārtrauktu funkciju.<br />
9.1. piemērs. Pierādīt, ka funkcija f(x) = 2 − x + x 2 ir nepārtraukta<br />
punktā x0 = 1.<br />
∆f(1) = f(1+∆x)−f(1) = 2−(1+∆x)+(1+∆x) 2 −(2−1+1) =<br />
Atrod<br />
lim ∆f(1) = lim ∆x(1 + ∆x) = 0,<br />
∆x→0 ∆x→0<br />
= ∆x + ∆x 2 = ∆x(1 + ∆x).<br />
saskaņā ar definīciju funkcija f(x) = 2−x+x 2 ir nepārtraukta punktā<br />
x0 = 1.<br />
Ja ir jāpierāda funkcijas nepārtrauktība kādā kopā (vai definīcijas apgabalā),<br />
tad izvēlas patval¸īgu ˇsīs kopas punktu x0 un pierāda funkcijas<br />
nepārtrauktību ˇsajā punktā.<br />
9.2. piemērs. Pierādīt, ka f(x) = 1<br />
x+1<br />
ir nepārtraukta funkcija.<br />
D(f) = R \ {−1}. Izvēlas patval¸īgu x0 ∈ D(f), atrod ∆f(x0):<br />
∆f(x0) = f(x0 + ∆x) − f(x0) =<br />
Tad<br />
lim<br />
∆x→0 ∆f(x0) = lim<br />
∆x→0<br />
1 1<br />
−<br />
x0 + ∆x + 1 x0 + 1 =<br />
−∆x<br />
=<br />
(x0 + 1)(x0 + ∆x + 1) .<br />
−∆x<br />
(x0 + ∆x + 1)(x0 + 1)<br />
= 0.<br />
Tā kā x0 ir patval¸īgs funkcijas definīcijas apgabala punkts, tad funkcija<br />
f ir nepārtraukta funkcija.<br />
9.3. piemērs. Pierādīt, ka f(x) = sin x ir nepārtraukta funkcija.<br />
Pieņem, ka x0 ∈ D(f) = R.<br />
∆f(x0) = sin(x0 + ∆x) − sin x0 = 2 sin ∆x<br />
2 cos<br />
49<br />
<br />
x0 + ∆x<br />
2<br />
<br />
.
Atrod<br />
jo<br />
lim<br />
∆x→0 ∆f(x0) = 2 lim<br />
∆x→0<br />
lim<br />
∆x→0<br />
sin ∆x<br />
2<br />
∆x<br />
2<br />
ir ierobeˇzota funkcija.<br />
· ∆x<br />
2<br />
sin ∆x<br />
2<br />
∆x<br />
2<br />
· ∆x<br />
2 cos<br />
<br />
x0 + ∆x<br />
<br />
= 0,<br />
2<br />
<br />
= 1 · 0 = 0 un cos x0 + ∆x<br />
<br />
2<br />
Tātad f(x) = sin x ir nepārtraukta funkcija.<br />
Auditorijā risināmie uzdevumi<br />
Pierādīt, ka dotās funkcijas ir nepārtrauktas.<br />
1. f(x) = 2 − x 2 ; 2. f(x) = 1<br />
x 2 + 1 ;<br />
3. f(x) = e x ; 4. f(x) = x − 1.<br />
Mājas darba uzdevumi<br />
Pierādīt, ka dotās funkcijas ir nepārtrauktas.<br />
1. f(x) = 1 − x 3 ; 2. f(x) = 1<br />
x + 3 ;<br />
3. f(x) = 3√ 2 + x; 4. f(x) = ln x.<br />
10. Vienpusējās robeˇzas, to izskaitl¸oˇsana.<br />
Funkcijas pārtraukuma punkti un to klasifikācija<br />
10.1. Funkcijas vienpusējās robeˇzas<br />
10.1. definīcija. Punktu A sauc par funkcijas f robeˇzu punktā x =<br />
a (a = +∞) no labās puses, ja punkta A patval¸īgai apkārtnei U(A)<br />
eksistē punkta x = a tāda apkārtne U(a), ka visiem x > a un x ∈ U(a)<br />
izpildās sakarība: f(x) ∈ U(A).<br />
50
Apzīmē:<br />
lim<br />
x→a<br />
x>a<br />
f(x) = lim f(x) = f(a + 0).<br />
x→a+0<br />
Analogi definē arī funkcijas robeˇzu punktā no kreisās puses. Acīmredzami,<br />
ja funkcijai f punktā a eksistē vienādas vienpusējās robeˇzas, tad<br />
ˇsajā punktā tai eksistē robeˇza, kas ir vienāda ar tās vienpusējām robeˇzām.<br />
Ir spēkā arī apgrieztais apgalvojums.<br />
10.2. definīcija. Funkciju f sauc par nepārtrauktu punktā a ∈ D(f)<br />
no kreisās puses (no labās puses), ja<br />
10.1. piemērs.<br />
1. lim<br />
x→2<br />
x>2<br />
lim f(x) = f(a) (lim f(x) = f(a)).<br />
x→a<br />
xa<br />
jo (x − 2) 3 ir pozitīva bezgalīgi maza funkcija, kad x → 2;<br />
lim<br />
x→2<br />
x 0, tad 1<br />
x<br />
ir negatīva bezgalīgi<br />
ir pozitīva bezgalīgi<br />
liela funkcija).<br />
⎧<br />
⎪⎨<br />
−<br />
3. f(x) =<br />
⎪⎩<br />
1<br />
x−1 , ja x < 0,<br />
0, ja x = 0,<br />
x, ja 0 < x < 1,<br />
2, ja 1 ≤ x ≤ 2.<br />
<br />
lim<br />
− 1<br />
<br />
= 1, lim f(x) = lim x = 0,<br />
x − 1<br />
x→0<br />
x0<br />
lim f(x) = lim x = 1, lim f(x) = lim 2 = 2.<br />
x→1<br />
x1
Auditorijā risināmie uzdevumi<br />
1. Atrast vienpusējās robeˇzas funkcijām<br />
1. lim tg 2x; 2. lim<br />
−0 x→ π tg 2x;<br />
+0<br />
x→ π<br />
4<br />
3. lim<br />
x→2<br />
x1<br />
; 6. lim<br />
x→1<br />
<br />
1<br />
+ 2 arccos x<br />
log3 x<br />
<br />
.<br />
x>1<br />
log 7 log 4 x;<br />
1<br />
1 + 2 1<br />
x−1<br />
2. Atrast vienpusējās robeˇzas punktos x = 0 un x = π<br />
2 funkcijai<br />
⎧<br />
⎨<br />
f(x) =<br />
⎩<br />
1<br />
x , ja x < 0,<br />
sin x, ja 0 < x < π<br />
2 ,<br />
0, ja x > π<br />
2 .<br />
10.2. Funkcijas pārtraukuma punkti un to klasifikācija<br />
No punktā nepārtrauktas funkcijas definīcijas seko, ka funkcija ir nepārtraukta<br />
punktā x0 ∈ D(f) tad un tikai tad, ja<br />
lim<br />
x→x0<br />
xx0<br />
10.3. definīcija. Punktu x0 ∈ D(f) sauc par funkcijas pārtraukuma<br />
punktu, ja ˇsajā punktā funkcija nav nepārtraukta.<br />
Tātad visi funkcijas definīcijas apgabala punkti iedalās funkcijas pārtraukuma<br />
un nepārtrauktības punktos.<br />
10.4. definīcija. Funkcijas pārtraukuma punktu x0 sauc par tās novēr-<br />
ˇsama rakstura pārtraukuma punktu, ja punktā x0 eksistē galīgas<br />
un vienādas funkcijas vienpusējās robeˇzas, bet tās nav vienādas ar<br />
funkcijas vērtību ˇsinī punktā, t.i.,<br />
lim<br />
x→x0<br />
xx0<br />
52<br />
;
10.5. definīcija. Funkcijas pārtraukuma punktu x0 sauc par tās 1. veida<br />
pārtraukuma punktu, ja punktā x0 eksistē galīgas un daˇzādas funkcijas<br />
vienpusējās robeˇzas, t.i.,<br />
(skat. 9 ).<br />
lim<br />
x→x0<br />
xx0<br />
10.6. definīcija. Funkcijas pārtraukuma punktu, kas nav ne funkcijas<br />
novērˇsama rakstura pārtraukuma punkts, ne funkcijas 1. veida<br />
pārtraukuma punkts, sauc par funkcijas 2. veida pārtraukuma<br />
punktu.<br />
Tātad funkcijas II veida pārtraukuma punkti ir funkcijas tie pārtraukuma<br />
punkti, kuros vismaz viena no ˇsīs funkcijas vienpusējām robeˇzām ir<br />
bezgalīga vai neeksistē.<br />
Uzskatāmības labad var izveidot ˇsādu shēmu:<br />
Funkcijas<br />
nepārtrauktības punkti<br />
Funkcijas novērˇsama<br />
rakstura<br />
pārtraukuma punkti<br />
<br />
✞<br />
D(f)<br />
✝<br />
☎<br />
Funkcijas 1. veida<br />
pārtraukuma punkti<br />
✆<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
10.1. zīm.<br />
10.2. piemērs. Atrast funkcijas<br />
⎧<br />
⎨ 2 − x, ja x ≤ 0,<br />
f(x) =<br />
⎩<br />
9ˇ Soreiz lim f(x) neeksistē.<br />
x→x0<br />
cos x, ja 0 < x < π<br />
2 ,<br />
0, ja x ≥ π<br />
2<br />
53<br />
Funkcijas<br />
pārtraukuma punkti<br />
<br />
Funkcijas 2. veida<br />
pārtraukuma punkti
pārtraukuma punktus un noteikt to veidu. Konstruēt funkcijas shematisku<br />
grafiku.<br />
Dotās funkcijas definīcijas apgabals D(f) = R.<br />
Katrā no intervāliem (−∞; 0), 0; π<br />
2<br />
, π<br />
2 ; +∞ funkcija ir nepārtraukta,<br />
jo ir uzdota ar nepārtrauktām funkcijām, atbilstoˇsi y = 2 − x,<br />
y = cos x, y = 0.<br />
Atliek izpētīt funkcijas raksturu punktos x = 0 un x = π<br />
2 .<br />
Atrod vienpusējās robeˇzas funkcijai punktā x = 0.<br />
Tā kā f(x) = 2 − x, kad x < 0, tad<br />
lim f(x) = lim(2<br />
− x) = 2.<br />
x→0<br />
x0<br />
lim f(x) = lim f(x),<br />
x→0<br />
x0<br />
tāpēc x = 0 ir funkcijas I veida pārtraukuma punkts.<br />
Atrod vienpusējās robeˇzas funkcijai punktā x = π<br />
2 :<br />
f <br />
π<br />
2 = 0.<br />
lim<br />
x→ π<br />
2<br />
x< π<br />
2<br />
f(x) = lim<br />
x→ π<br />
2<br />
x< π<br />
2<br />
cos x = 0, lim<br />
x→ π<br />
2<br />
x> π<br />
2<br />
Funkcija ir nepārtraukta punktā x = π<br />
2<br />
lim<br />
x→ π<br />
2<br />
x< π<br />
2<br />
, jo<br />
f(x) = limπ<br />
x→ 2<br />
x> π<br />
f(x) = f<br />
2<br />
f(x) = limπ<br />
x→ 2<br />
x> π<br />
0 = 0.<br />
2<br />
<br />
π<br />
<br />
= 0.<br />
2<br />
Atzīmēsim, ka punktā x = 0 funkcija ir nepārtraukta no kreisās puses<br />
(10.2. zīm.).<br />
54
10.2. zīm.<br />
10.3. piemērs. Atrast funkcijas<br />
<br />
x, ja x ≤ 0,<br />
f(x) =<br />
1<br />
x , ja x > 0,<br />
pārtraukuma punktus un noteikt to veidu. Konstruēt funkcijas shematisku<br />
grafiku.<br />
10.3. piemērā dotās funkcijas definīcijas apgabals D(f) = R. Katrā<br />
no intervāliem (−∞; 0) un (0; +∞) funkcija ir nepārtraukta.<br />
Atrod vienpusējās robeˇzas funkcijai punktā x = 0:<br />
lim f(x) = lim x = 0, lim<br />
x→0<br />
x0<br />
= +∞.<br />
Pie tam, f(0) = 0, tātad punkts x = 0 ir funkcijas f(x) 2. veida<br />
pārtraukuma punkts.<br />
Arī ˇsoreiz punktā x = 0 funkcija ir nepārtraukta no kreisās puses, jo<br />
(skat. 10.3. zīm.).<br />
lim f(x) = f(0) = 0<br />
x→0<br />
x
10.3. zīm.<br />
10.4. piemērs. Atrast funkcijas<br />
⎧<br />
⎨ 2<br />
f(x) =<br />
⎩<br />
x , ja x < 1,<br />
−3, ja x = 1,<br />
, ja x > 1,<br />
4<br />
3−x<br />
pārtraukuma punktus un noteikt to veidu. Konstruēt funkcijas shematisku<br />
grafiku.<br />
10.4. piemērā dotās funkcijas D(f) = R \ {3}.<br />
ˇSoreiz atrod funkcijas vienpusējās robeˇzas punktos x = 1 un x = 3.<br />
f(1) = −3.<br />
Tātad<br />
lim f(x) = lim 2 x = 2, lim<br />
x→1<br />
x1<br />
lim f(x) = lim f(x) = f(1).<br />
x→1<br />
x1<br />
4<br />
3 − x<br />
= 2;<br />
Punkts x = 1 ir funkcijas novērˇsama rakstura pārtraukuma punkts.<br />
lim<br />
x→3<br />
x3<br />
4<br />
3 − x<br />
= −∞.<br />
Punkts x = 3 nav funkcijas pārtraukuma punkts, jo tas nepieder tās<br />
definīcijas apgabalam. Dotās funkcijas shematisks grafiks ir attēlots<br />
10.4. zīm.<br />
56
10.4. zīm.<br />
Auditorijā risināmie uzdevumi<br />
1. Lietojot funkciju shematiskus grafikus, izpētīt funkcijas raksturu punktā<br />
x0.<br />
10.5. zīm.<br />
57
10.6. zīm.<br />
10.7. zīm.<br />
58
10.8. zīm.<br />
10.9. zīm.<br />
59
10.10. zīm.<br />
10.11. zīm.<br />
60
10.12. zīm.<br />
10.13. zīm.<br />
61
10.14. zīm.<br />
2. Atrast funkciju pārtraukuma punktus un noteikt to veidu; konstruēt<br />
funkciju shematiskus grafikus.<br />
|x|<br />
x<br />
(a) f(x) = x2 − 25<br />
;<br />
x − 5<br />
(b) f(x) =<br />
, ja x = 0,<br />
0, ja x = 0;<br />
3<br />
(c) f(x) =<br />
x2 ;<br />
+ 5x<br />
5x<br />
(d) f(x) =<br />
2x2 + 5x − 3 ;<br />
, ja x = 1,<br />
(e) f(x) = 3 1<br />
x−5; (f) f(x) =<br />
(g) f(x) =<br />
(i) f(x) =<br />
<br />
1<br />
x−1 , ja x ≤ 3,<br />
2x − 11<br />
2 , ja x > 3;<br />
x 2 , ja x < 1,<br />
2x − 1, ja x ≥ 1;<br />
2<br />
(k) f(x) = x , ja x ≤ 2,<br />
ln(x − 2), ja x > 2;<br />
⎧<br />
⎨ x, ja |x| < 1,<br />
(m) f(x) = 1, ja |x| > 1,<br />
⎩<br />
−1, ja x = 1;<br />
(0) f(x) =<br />
tg x, ja |x| < π<br />
2 ,<br />
1<br />
x 2, ja |x| ≥ π<br />
2 .<br />
62<br />
x 3 −1<br />
x−1<br />
5, ja x = 1;<br />
<br />
1<br />
x<br />
(h) f(x) =<br />
2−5x , ja x = 0,<br />
3, ja x = 0;<br />
⎧<br />
⎪⎨<br />
−<br />
(j) f(x) =<br />
⎪⎩<br />
1<br />
x−1 , ja x < 0,<br />
0, ja x = 0,<br />
x, ja 0 < x < 1,<br />
2, ja 1 ≤ x ≤ 2;<br />
π cos<br />
(l) f(x) = 2x, ja x < 0,<br />
x − 1, ja x ≥ 0;<br />
1 sin<br />
(n) f(x) = x , ja x < 0,<br />
x + 1, ja x ≥ 0;
Mājas darba uzdevumi<br />
Atrast funkciju pārtraukuma punktus un noteikt to veidu. Konstruēt<br />
shematisku funkcijas grafiku.<br />
1. f(x) = x2 −4<br />
x+2 ;<br />
2. f(x) = 1−x<br />
x 2 −5x+6 ;<br />
3. f(x) = e 1<br />
x;<br />
⎧<br />
⎨ 2 − x<br />
4. f(x) =<br />
⎩<br />
2 , ja x ≤ 0,<br />
cos x, ja 0 < x < 3π<br />
2 ,<br />
0, ja x ≥ 3π<br />
2 ;<br />
<br />
3 x + 1, ja x ≤ 1,<br />
5. f(x) =<br />
x2 , ja x > 1;<br />
⎧<br />
⎨ −x<br />
6. f(x) =<br />
⎩<br />
2 , ja x < 0,<br />
3, ja x = 0,<br />
1<br />
x2, ja x > 0;<br />
⎧<br />
⎨ −x<br />
7. f(x) =<br />
⎩<br />
3 + 1, ja x < −1,<br />
0, ja −1 < x < 0,<br />
√<br />
x, ja x ≥ 0;<br />
1<br />
x+2 , ja −1 ≤ x < 1,<br />
8. f(x) =<br />
x2 + 1, ja x ≥ 1;<br />
⎧<br />
⎨ x, ja x ≤ 0,<br />
9. f(x) = 1 − x, ja 0 < x ≤ 1,<br />
⎩ 1<br />
1−x , ja x > 1;<br />
⎧<br />
⎨ 5<br />
10. f(x) =<br />
⎩<br />
x , ja −1 ≤ x < 1,<br />
x − 1, ja 1 < x ≤ 4,<br />
1, ja x = 1.<br />
I.1. Konstruēt funkciju grafikus.<br />
1. f(x) = |1 − x| − 3|x + 2| + x;<br />
11. Pielikums<br />
2. f(x) = |x − 3| − 2|x + 1| − x + 1;<br />
63
3. f(x) = 3|x + 1| − |x − 1| + 6;<br />
4. f(x) = 2|x − 1| − |2 + x| + x;<br />
5. f(x) = |2 − 4x| − |4 + 2x| − x;<br />
6. f(x) = |2 − x| + |3 + x| + x;<br />
7. f(x) = |x − 5| + 3|x − 1| − x + 1;<br />
8. f(x) = |x − 2| + |x − 8| − 5 − x;<br />
9. f(x) = |x − 1| + |x − 7| − 6;<br />
10. f(x) = |2x − 1| − |x + 1| + x − 2;<br />
11. f(x) = |x + 2| − |x + 3| + |4 − x;<br />
12. f(x) = |x| + 3x + 1 − |x − 6|;<br />
13. f(x) = x + 2|x + 1| − |5 − x|;<br />
14. f(x) = |x − 4| + |x + 1| − x + 3;<br />
15. f(x) = |x − 7| − |5 − x| + x + 3;<br />
16. f(x) = |2x − 1| + |x + 2| − 4x + 2;<br />
17. f(x) = |1 − 3x| − |2x + 3| − 4;<br />
18. f(x) = |x − 1| + |2 − x| − 3 + x;<br />
19. f(x) = |x + 2| − |8 − x| + 2x − 2;<br />
20. f(x) = x − |1 − 3x| + |2x| − 3;<br />
21. f(x) = |x + 1| + |2 − x| − 5 − x;<br />
22. f(x) = |x + 3| + 2x − |1 − x| + 4;<br />
23. f(x) = 5x − |1 − x| + |3x + 5| − 4;<br />
24. f(x) = 2|x − 1| − |1 − 2x| + 3x + 5;<br />
25. f(x) = x + 2 − 3|5 − x| + |7 + x|.<br />
I.2. Atrisināt vienādojumus.<br />
1. x 2 − 4x + |x − 3| + 3 = 0;<br />
64
2. x 2 − 6x + |x − 4| + 8 = 0;<br />
3. x 2 + 4x + |x + 1| + 3 = 0;<br />
4. (x + 1) 2 − 2|x + 1| + 1 = 0;<br />
5. x 2 + 2x − 3|x + 1| + 3 = 0;<br />
6. x 2 + 6x + |x + 2| + 8 = 0;<br />
7. |2x + 1| − |3 − x| = |x − 4|;<br />
8. |x − 1| + |1 − 2x| = 2|x|;<br />
9. |x| − 2|x + 1| + 3|x + 2| = 0;<br />
10. |x + 1| − |x| + 3|x − 1| = x + 2;<br />
11. |x| − 2|x + 1| + 3|x + 2| = 0;<br />
12. |x| + 2|x + 1| − 3|x − 3| = 0;<br />
13. |x 2 − 9| + |x − 2| = 5;<br />
14. |x 2 − 1| + x + 1 = 0;<br />
15. |x 2 − 4| − |9 − x 2 | = 5;<br />
16. |x 2 − 9| + |x 2 − 4| = 5;<br />
17. x 2 + 4|x − 3| − 7x + 11 = 0;<br />
18. x 2 − 4|x + 1| + 5x + 3 = 0;<br />
19. |2x − 1| = |x + 1| + |x − 2|;<br />
20. |x + 2| − |x + 3| + |x − 4| = 6;<br />
21. |x| + 3|x + 1| = |x − 6|;<br />
22. |x| + 2|x + 1| = |x − 5|;<br />
23. |x − 4| + |x + 1| − |x + 3| = 6;<br />
24. |x − 7| − |x + 3| + |x − 5| = −1;<br />
25. |2x − 1| + |x + 2| − |4x| = 2.<br />
I.3. Atrisināt nevienādības.<br />
65
1. x 2 − 3|x| + 2 > 0;<br />
2. x 2 − |5x − 3| − x < 2;<br />
3. x 2 + 5|x| − 24 > 0;<br />
4. |x 2 − 3x − 15| < 2x 2 − x;<br />
5. |x 2 + x + 10| ≤ 3x 2 + 7x + 2;<br />
6. |2x 2 + x + 11| > x 2 − 5x + 6;<br />
7. 3x 2 − |x − 3| < x − 2;<br />
8. |x − 6| > |x 2 − 5x + 9|;<br />
9. |x| + |x − 1| > 5;<br />
10. |x + 1| + |x − 2| > 5;<br />
11. |2x + 1| + |5x − 2| ≥ 1;<br />
12. |3x − 1| + |2x − 3| − x < 2;<br />
13. |x − 1| + |2 − x| > 3 + x;<br />
14. |4 − x| − |2 − 3x| ≥ 4;<br />
15. |x − 3| + |2x + 1| < 8;<br />
16. |2x − 5| − |3x + 6| > −3;<br />
17. |5 − 3x| − |3x − 1| ≤ 2;<br />
18. |1 − 3x| − |2x + 3| ≥ 0;<br />
19. |x + 3| − |x + 1| < 2;<br />
20. |x + 2| + |x − 2| ≤ 12;<br />
21. |x − 2| ≤ 2x 2 − 9x + 9;<br />
22. |x + 3| + |x − 2| < 13;<br />
23. 2|x + 3| − 3|x − 2| > 6;<br />
24. |x + 3| − |x − 2| > 2x − 3;<br />
25. |x − 2| + 3|x + 3| > 4x + 25.<br />
66
II. Noteikt ar formulu uzdotās funkcijas definīcijas apgabalu.<br />
1. f(x) = √ x + 7 + 1<br />
lg(3+x) ;<br />
<br />
2+x<br />
2. f(x) = arccos(2 + x) − 1−x ;<br />
3. f(x) = lg(x 2 − 5x + 4) + 1<br />
√ 25−x 2;<br />
4. f(x) = arccos 1−3x<br />
5. f(x) = 1<br />
5√ 3x−4 +<br />
6. f(x) =<br />
4 + √ 1 − x 2 ;<br />
<br />
lg 3x<br />
5−2x ;<br />
<br />
lg 3x+1<br />
2x−1 − arcsin(1 − x);<br />
7. f(x) = x+7<br />
5x<br />
lg(3x+2) + arccos 7 ;<br />
8. f(x) = lg 3x−8<br />
5<br />
9. f(x) = 3<br />
<br />
1<br />
x<br />
+ 3 7−x;<br />
3x−2 + √ 2x+5<br />
log 2(3−x) ;<br />
10. f(x) = arcsin 3−2x<br />
5 + √ 3 − x;<br />
<br />
11. f(x) = log0,5(9 − 2x) − 2<br />
12. f(x) = √ x + 7 + 1<br />
lg(3+x) ;<br />
13. f(x) = √ 16−x 2<br />
log 2(x+1)−1<br />
14. f(x) = √ 5x+1<br />
log 0,3(4−x) −<br />
15. f(x) =<br />
+ 3 x+1<br />
x ;<br />
1<br />
x−2 ;<br />
<br />
lg 5x−8<br />
3x<br />
3 + 4 6−x;<br />
cos x<br />
2x−4;<br />
16. f(x) = lg(36 − x 2 ) + 2 arccos 5<br />
x ;<br />
<br />
cos x<br />
17. f(x) = 2 12−3x + 3 log0,2(5 − 3x);<br />
18. f(x) = 5x+7 7<br />
lg(7−x) − (x+3) 2;<br />
19. f(x) = arcsin x<br />
5<br />
− 3x−4<br />
log 5(4x−7) ;<br />
20. f(x) = 4<br />
<br />
log0,3(1 − 4x) + 2 arctg 3√ 8−3x<br />
24x2−1 ;<br />
67
21. f(x) = lg 5x−18<br />
x<br />
3 − 2 6x−x2 ;<br />
22. f(x) = 2x+3<br />
√ 3x−x 2 − arcsin 2<br />
3x−1 ;<br />
23. f(x) = 15x2 −1<br />
√ 5x 2 +7x − lg(x 2 − 6x);<br />
24. f(x) = √ 3 − x + arcsin 3−2x<br />
5 ;<br />
25. f(x) = arcsin x−3<br />
2<br />
− lg(4 − x).<br />
III. Noteikt, kuras no dotajām funkcijām ir pāra funkcijas, kuras - nepāra<br />
funkcijas.<br />
1. f(x) =<br />
| sin x|−3<br />
tg x3 ;<br />
2. f(x) = 1−4x<br />
4 x +1 ;<br />
3. f(x) = lg 2x + √ 4x 2 + 1 ;<br />
4. f(x) = lg 2+x<br />
2−x + x tg2 x;<br />
5. f(x) = lg 1+x<br />
1−x − 4;<br />
6. f(x) = 1<br />
3 x − 1<br />
3 −x;<br />
7. f(x) = 1<br />
2 (ex + e −x );<br />
8. f(x) = √ 1 + x + x 2 − √ 1 − x + x 2 ;<br />
9. f(x) = e3x−e−3x 2 ;<br />
10. f(x) = 1<br />
2 lg x2 + 2 − x sin 3x;<br />
11. f(x) = e2x +1<br />
e −2x −1 ;<br />
12. f(x) = x ex −1<br />
e x +1 ;<br />
13. f(x) = tg 2 x − cos x + 4;<br />
14. f(x) = x 3√ x − ctg 2x;<br />
15. f(x) = 3 (x + 1) 2 + 3 (x − 1) 2 ;<br />
16. f(x) = x √ x 2 − ctg 2x + 3x;<br />
17. f(x) = tg 3 x − 2x 4 − sin 2x;<br />
68
18. f(x) = x 2 + |x| − 2;<br />
19. f(x) = 6x 5 − 2 sin x;<br />
20. f(x) = 2 tg x + sin 2x;<br />
21. f(x) = 2|x|<br />
x 2 − 3;<br />
22. f(x) = (22x−1)x 2x ;<br />
23. f(x) = (x−2)2 ctg5 x+1<br />
1−cos 3x ;<br />
24. f(x) = 2 sin x<br />
2 − x + x3 ;<br />
25. f(x) =<br />
sin x<br />
x + x5 ctg 2 x.<br />
IV. Noteikt, vai dotās funkcijas ir periodiskas un noteikt periodu.<br />
1. f(x) = sin πx<br />
2<br />
+ 1;<br />
2. f(x) = a sin 4x + b cos 3x (a, b ∈ R);<br />
3. f(x) = sin x<br />
2<br />
4. f(x) = sin 5x<br />
2<br />
5. f(x) = sin 3x<br />
2<br />
+ ctg x;<br />
− cos x;<br />
+ 1 − tg x;<br />
6. f(x) = sin 2x − 2 tg x<br />
2 ;<br />
7. f(x) = cos πx<br />
4<br />
8. f(x) = sin πx<br />
3<br />
− sin πx<br />
6 ;<br />
+ sin πx<br />
4 ;<br />
9. f(x) = 2 sin 3x + 3 sin x;<br />
10. f(x) = sin x + cos 2x;<br />
11. f(x) = sin 2πx + π<br />
<br />
π<br />
3 + 2 sin 3π + 4<br />
12. f(x) = 1 + tg 3x − cos 2x;<br />
13. f(x) = 10 sin 3x + tg 5x;<br />
14. f(x) = √ tg 3x − sin 3x;<br />
15. f(x) = 3 sin 5x<br />
8<br />
+ 2 cos 7x<br />
8 ;<br />
69<br />
+ 3 sin πx;
16. f(x) = sin 3πx 3πx<br />
4 − cos 2 ;<br />
17. f(x) = 2 sin x<br />
2<br />
18. f(x) = sin 2x+3<br />
6π ;<br />
19. f(x) = − cos x−1<br />
2 ;<br />
+ 3 tg x<br />
2 ;<br />
20. f(x) = 2 sin(3x + 5);<br />
21. f(x) = 4 sin πx+1<br />
3 ;<br />
22. f(x) = 1 + tg 5x<br />
6 + 1 ;<br />
23. f(x) = sin x<br />
3<br />
+ ctg x<br />
4 ;<br />
24. f(x) = 1 x<br />
cos 2x + tg 2 ;<br />
25. f(x) = sin 2x + 2 sin 3x.<br />
V. Katrai no dotajām funkcijām atrast apvērsto funkciju un noteikt<br />
apvērstās funkcijas definīcijas un vērtību apgabalu.<br />
1. f(x) = arcsin 3<br />
2+x ;<br />
2. f(x) = 3√ x + 1;<br />
3. f(x) = arctg 3x;<br />
4. f(x) = lg(x − 1);<br />
5. f(x) = cos 3 x, x ∈ [0; π];<br />
6. f(x) = 3√ 1 − x 3 ;<br />
7. f(x) = 5 cos x , x ∈ [0; π];<br />
8. f(x) = cos(3x − 2), x ∈ 2 π<br />
3 ; 3<br />
9. f(x) = log 2 x−5<br />
4 ;<br />
10. f(x) = arcsin 3<br />
4x−1 ;<br />
11. f(x) = 1 + lg(x + 2);<br />
12. f(x) = 2x<br />
1+2 x;<br />
13. f(x) = 2 sin 3x, x ∈ − π<br />
6<br />
<br />
π ; 5 ;<br />
<br />
2 + 3 ;<br />
70
14. f(x) = 10x −10 −x<br />
10 x +10 −x;<br />
15. f(x) = 10 x+1 ;<br />
16. f(x) = log 2(1 − x 2 ), x > 0;<br />
17. f(x) = lg x<br />
2 ;<br />
18. f(x) = log 5 4<br />
x ;<br />
19. f(x) = 3√ x 3 − 27;<br />
20. f(x) = 2x<br />
1+x ;<br />
21. f(x) = 7 + ln(x + 14);<br />
22. f(x) = sin3 x, x ∈ −π <br />
π<br />
2 , 2 ;<br />
23. f(x) = ln(x 2 − 1), x > 0;<br />
24. f(x) = 3√ x 3 − 125;<br />
25. f(x) = lg(x 3 − 1).<br />
VI. Lietojot virknes robeˇzas definīciju, pierādīt, ka lim<br />
n→∞ an = a. Skaitlim<br />
ε = 0, 01 atrast atbilstoˇso N.<br />
4 + 2n<br />
1. an = , a = −2<br />
1 − 3n 3 ; 2. an<br />
3n − 2 3<br />
= , a =<br />
2n − 1 2 ;<br />
7n − 1<br />
3. an =<br />
n + 1 , a = 7; 4. an = n 1<br />
, a =<br />
2n + 1 2 ;<br />
5. an = 5n − 1<br />
5n , a = 1;<br />
5n + 3 5<br />
6. an = , a =<br />
2n − 1 2 ;<br />
7. an = n2 + 4<br />
5n2 1<br />
, a =<br />
− 2 5 ; 8. an = 3n2 + 1<br />
n2 , a = 3;<br />
+ 4<br />
n − 2<br />
9. an =<br />
n + 2 , a = 1; 10. an<br />
7n + 4 7<br />
= , a =<br />
2n + 1 2 ;<br />
11. an = 3n2 + 1<br />
5 − n2 , a = −3; 12. an<br />
5n − 2 5<br />
= , a =<br />
7n + 3 7 ;<br />
13. an = 5n<br />
n + 1 , a = 5; 14. an<br />
4n + 3 1<br />
= , a =<br />
8n − 1 2 ;<br />
n + 2<br />
15. an =<br />
n + 1 ; a = 1; 16. an<br />
3 − n2<br />
=<br />
1 + 2n2, a = −1<br />
2 ;<br />
71
17. an = 5n2 − 3<br />
3n2 5<br />
, a =<br />
+ 1 3 ; 18. an<br />
1 − 2n2 1<br />
=<br />
2 − 4n2, a =<br />
2 ;<br />
19. an = 4n<br />
2 − 4n, a = −1; 20. an<br />
5 − 3n<br />
= , a = −3<br />
7n + 4 7 ;<br />
4 − 7n<br />
21. an =<br />
5 − n , a = 7; 22. an<br />
5n − 8 5<br />
= , a =<br />
3n + 11 3 ;<br />
23. an = 2n − 1<br />
2n , a = 1;<br />
2n − 3 1<br />
24. an = , a =<br />
4n + 5 2 ;<br />
5n + 6<br />
25. an = , a = 5.<br />
n + 1<br />
VII. Lietojot funkcijas robeˇzas definīciju, pierādīt, ka lim<br />
x→a f(x) = A. Skaitlim<br />
ε = 0, 01 atrast atbilstoˇso δ.<br />
1. f(x) = 3x 2 − 2, a = −2, A = 10;<br />
2. f(x) = 3 − x<br />
,<br />
5<br />
a = −5, A = 4;<br />
3. f(x) = x 2 − x + 2, a = 1, A = 2;<br />
4. f(x) = x 2 + 2x + 3, a = 0, A = 3;<br />
5. f(x) = x 2 + x + 1, a = 3, A = 13;<br />
6. f(x) = 3x − 2, a = −3, A = −11;<br />
7. f(x) = 3x + 2, a = 2, A = 8;<br />
8. f(x) = 5 − 2x, a = 0, A = 5;<br />
9. f(x) = x 2 + x − 5, a = 3, A = 7;<br />
10. f(x) = 3x 2 − 1, a = 2, A = 11;<br />
11. f(x) = 3 − 5x 2 , a = 2, A = −17;<br />
12. f(x) = x 2 + 4, a = 1, A = 5;<br />
13. f(x) = 3x − 2, a = −1, A = −5;<br />
14. f(x) = x 2 − 3x, a = 3, A = 0;<br />
15. f(x) = 2x 2 + 1, a = −1, A = 3;<br />
16. f(x) = x 2 − 7x + 1, a = 7, A = 1;<br />
17. f(x) = x 2 − 6x + 3, a = 6, A = 3;<br />
18. f(x) = 3x − 5, a = 2, A = 1;<br />
19. f(x) = x 2 − 8x + 2, a = −1, A = 11;<br />
20. f(x) = x 2 + 4x + 2, a = −2, A = −12;<br />
21. f(x) = 2x 2 + 1, a = −2, A = 9;<br />
72
22. f(x) = 4x + 7, a = −3, A = −5;<br />
23. f(x) = 8 − 5x, a = 0, A = 8;<br />
24. f(x) = x 2 + 2x − 3, a = −1, A = −4;<br />
25. f(x) = x 2 − 2x − 6, a = −2, A = 2.<br />
VIII.1. Atrast robeˇzas.<br />
1.<br />
x<br />
lim<br />
x→2<br />
2 − 5x + 6<br />
x3 ;<br />
− 8x + 8<br />
2.<br />
x<br />
lim<br />
x→−3<br />
2 + 2x − 3<br />
3x2 + 14x + 15 ;<br />
3.<br />
x<br />
lim<br />
x→1<br />
2 − 2x + 1<br />
x3 ;<br />
− x<br />
4.<br />
x<br />
lim<br />
x→1<br />
3 + x − 2<br />
x3 − x2 − x + 1 ;<br />
5. lim<br />
x→ 1<br />
2<br />
8x3 − 1<br />
6x2 ; 6. lim<br />
− 5x + 1 x→−2<br />
7.<br />
x<br />
lim<br />
x→3<br />
2 − 5x + 6<br />
x2 − 8x + 15<br />
9.<br />
x<br />
lim<br />
x→1<br />
4 − 3x + 2<br />
x5 ;<br />
− 4x + 3<br />
10. lim<br />
x→2<br />
11. lim<br />
x→−1<br />
13. lim<br />
x→ 1<br />
3<br />
x 3 − 2x − 1<br />
x 5 − 2x − 1<br />
x 3 + 3x 2 + 2x<br />
x 2 − x − 6 ;<br />
x<br />
; 8. lim<br />
x→1<br />
3 − 3x + 2<br />
; 12. lim<br />
x→ 3<br />
2<br />
3x2 + 5x − 2<br />
1 − 2x − 3x2; 14. lim<br />
x→−1<br />
x 4 − 4x + 3 ;<br />
x3 − 2x2 − 4x + 8<br />
x4 − 8x2 + 16 ;<br />
2x2 − x − 3<br />
2x2 − 5x + 3 ;<br />
x 2 − 4x − 5<br />
x 2 − 2x − 3 ;<br />
3x<br />
; 16. lim<br />
x→3<br />
2 − 11x + 6<br />
15.<br />
2 − 3x − 2x<br />
lim<br />
x→−2<br />
2<br />
x2 + x − 2 2x2 − 5x − 3 ;<br />
17.<br />
x<br />
lim<br />
x→2<br />
3 − 3x − 2<br />
x3 ;<br />
− 8<br />
18.<br />
4x<br />
lim<br />
x→0<br />
2 − 3x<br />
2x2 − 9x ;<br />
19.<br />
x<br />
lim<br />
x→2<br />
2 − 5x + 6<br />
; 20. lim<br />
x→0<br />
x − 3x2 21. lim<br />
x→ 1<br />
3<br />
23. lim<br />
x→−2<br />
25. lim<br />
x→1<br />
x 3 − 2x 2 − x + 2<br />
VIII.2. Atrast robeˇzas.<br />
1. lim<br />
x→0<br />
5x 3 − 6x 2 + x ;<br />
3x2 + 2x − 1<br />
27x3 2x<br />
; 22. lim<br />
− 1 x→5<br />
2 − 11x + 5<br />
3x2 − 14x − 5 ;<br />
x3 + 5x2 + 8x + 4<br />
x3 + 3x2 − 4<br />
x3 − 3x + 2<br />
x3 − x2 − x + 1 .<br />
x − 3x 2<br />
4 − √ x + 16<br />
; 24. lim<br />
x→−1<br />
; 2. lim<br />
x→1<br />
73<br />
x3 + 4x2 + 5x + 2<br />
x3 ;<br />
− 3x − 2<br />
3x − 2 − √ 4x2 − x − 2<br />
x2 ;<br />
− 3x + 2
3√ 3<br />
x − 2 −<br />
3. lim<br />
x→1<br />
√ 1 − x + x2 x2 x −<br />
; 4. lim<br />
− 1<br />
x→2<br />
√ x + 2<br />
√ ;<br />
4x + 1 − 3<br />
√ √<br />
x + 1 − x2 + x + 1<br />
5. lim<br />
x→0 x2 3√<br />
1 + x2 − 1<br />
; 6. lim<br />
x→0 x2 ;<br />
√ √<br />
x2 + 1 − 1<br />
x − 1 − 2<br />
7. lim √ ; 8. lim<br />
x→0 x2 + 16 − 4 x→5 x2 − 25 ;<br />
3√ 3<br />
1 + x −<br />
9. lim<br />
x→0<br />
√ √<br />
1 − x<br />
1 + 2x − 3<br />
; 10. lim √ ;<br />
x<br />
x→4 x − 2<br />
√<br />
1 − x − 3<br />
11. lim<br />
x→−8 2 + 3√ √ √<br />
x + 13 − 2 x + 1<br />
; 12. lim<br />
x x→3 x2 ;<br />
− 9<br />
4√<br />
x − 2<br />
3√<br />
x − 6 + 2<br />
13. lim √ ; 14. lim<br />
x→16 x − 4 x→−2 x3 ;<br />
+ 8<br />
√ √<br />
9 + 2x − 5<br />
1 − 2x − x2 − 1 − x<br />
15. lim<br />
x→8 3√ ; 16. lim<br />
;<br />
x − 2<br />
x→0 x<br />
3√<br />
8 + 3x − x2 − 2<br />
17. lim<br />
x→0 x + x2 3√ 3<br />
27 + x −<br />
; 18. lim<br />
x→0<br />
√ 27 − x<br />
x + 2 3√ x4 ;<br />
√<br />
2x + 3 − 3<br />
19. lim<br />
x→3 9 − x2 √ √<br />
x − 2 − x<br />
; 20. lim<br />
x→1 1 − x2 ;<br />
x<br />
4 −<br />
21. lim √ ; 22. lim<br />
x→0 x + 4 − 2 x→−9<br />
√ 7 − x<br />
√ ;<br />
10 + x − 1<br />
3√<br />
x − 1<br />
23. lim<br />
x→1 2 − √ √<br />
3x + 7 − 2<br />
; 24. lim<br />
x + 3 x→−1 1 + 3√ ;<br />
x<br />
x −<br />
25. lim<br />
x→4<br />
√ 3x + 4<br />
16 − x2 .<br />
VIII.3. Atrast robeˇzas.<br />
1.<br />
3x<br />
lim<br />
x→∞<br />
3 − 9x2 + 13x + 1<br />
4x3 + 8x2 ;<br />
− 7x + 16<br />
2.<br />
4x<br />
lim<br />
x→∞<br />
3 + 8x + 7<br />
9x3 + 11x + 3 ;<br />
3.<br />
13x<br />
lim<br />
x→∞<br />
2 − 2x + 5<br />
x4 ;<br />
+ 6x + 1<br />
4.<br />
x<br />
lim<br />
x→∞<br />
5 − 12x3 + 7<br />
5.<br />
x<br />
lim<br />
x→∞<br />
2 − 2x + 5<br />
x3 ;<br />
+ 3x + 7<br />
6.<br />
2x<br />
lim<br />
x→∞<br />
2 + 7x − 1<br />
3x2 − 5x + 6 ;<br />
7.<br />
6x<br />
lim<br />
x→∞<br />
2 − 7x − 12<br />
2x2 ;<br />
− 5x − 8<br />
8.<br />
x<br />
lim<br />
x→∞<br />
2 − 4x + 3<br />
;<br />
x + 5<br />
9. lim<br />
x→∞<br />
x4 − 2x3 − 1<br />
100x3 ; 10. lim<br />
+ 2x2 x→∞<br />
74<br />
4x 4 + 8x 3 + 11 ;<br />
3x 3 − 4x 2 + 8<br />
−5x 3 + 2x 2 + x ;
11.<br />
5 + 3x<br />
lim<br />
x→∞<br />
3<br />
7x4 − 2x2 ;<br />
+ 1<br />
12.<br />
2 − x − 4x<br />
lim<br />
x→∞<br />
2<br />
x3 − 7x + 8 ;<br />
13.<br />
3x<br />
lim<br />
x→∞<br />
2 − 2x − 1<br />
;<br />
7x − 9<br />
14. lim<br />
x→∞<br />
15.<br />
3x<br />
lim<br />
x→∞<br />
2 − 2x + 10<br />
5x3 ;<br />
+ 3x − 1<br />
16. lim<br />
x→∞ 3x4 − 7x + 1 ;<br />
17.<br />
3x<br />
lim<br />
x→∞<br />
2 − 1<br />
5x2 ;<br />
+ 2x<br />
18.<br />
6x<br />
lim<br />
x→∞<br />
2 + 5x − 1<br />
3x2 − x + 1 ;<br />
19.<br />
1 − x − x<br />
lim<br />
x→∞<br />
2<br />
x3 ;<br />
+ 3<br />
20.<br />
x<br />
lim<br />
x→∞<br />
4 − 2x2 + 3<br />
3x3 ;<br />
− 5<br />
21.<br />
x<br />
lim<br />
x→∞<br />
2 − 1<br />
2x2 ;<br />
− x − 1<br />
22.<br />
2x<br />
lim<br />
x→∞<br />
2 + x − 1<br />
x2 − 5x + 6 ;<br />
23.<br />
x<br />
lim<br />
x→∞<br />
2 − 9x + 14<br />
x3 ;<br />
+ 3x + 14<br />
24. lim<br />
x→∞<br />
25. lim<br />
x→∞<br />
x 2 − 5x − 36<br />
2x 2 − 10x + 12 .<br />
VIII.4. Atrast robeˇzas.<br />
1. lim<br />
x→+∞<br />
2. lim<br />
x→+∞<br />
3. lim<br />
x→+∞<br />
4. lim<br />
x→+∞<br />
5. lim<br />
x→+∞<br />
6. lim<br />
x→∞<br />
7. lim<br />
x→+∞<br />
8. lim<br />
x→∞<br />
9. lim<br />
x→+∞<br />
10. lim<br />
x→+∞<br />
√ x 2 + 7x + 9 − √ x 2 + 3x + 5 ;<br />
√ x 2 + x + 1 − √ x 2 − x + 1 ;<br />
√ x 4 − 3x + 1 − x 2 ;<br />
2x − 1 − √ 4x 2 − 4x − 3 ;<br />
√ x 2 − 2x − 1 − √ x 2 − 7x + 3 ;<br />
√ x 2 + 1 − √ x 2 + 3 ;<br />
√ x 2 + 1 − x ;<br />
3 √ x 3 + 5x − 3 √ x 3 + 8x ;<br />
√ x + 5 − √ x ;<br />
√ 2x + 1 − √ x + 2 ;<br />
75<br />
x5 − 3x4 + 7x − 1<br />
3x5 + 2x3 − 3 ;<br />
2x3 − 3x2 + 5<br />
10x 2 + 3x + 1<br />
x 3 − x 2 − x ;
√ <br />
11. lim 4x − 1 − x ;<br />
x→+∞<br />
12. lim<br />
x→+∞<br />
13. lim<br />
x→−∞<br />
14. lim<br />
x→+∞<br />
15. lim<br />
x→+∞<br />
16. lim<br />
x→+∞<br />
17. lim<br />
x→∞<br />
3<br />
18. lim x 2<br />
x→+∞<br />
19. lim<br />
x→+∞<br />
x − √ x 2 + 7x ;<br />
√ 3 − 2x + x ;<br />
√ x 2 + 10x − x ;<br />
√ 4x 2 + 3x − 2x ;<br />
√ x 2 − 2x + 1 − √ x 2 + 7x + 3 ;<br />
3 (x + 1) 2 − 3 (x − 1) 2<br />
√ x 3 + 1 − √ x 3 − 1 ;<br />
<br />
;<br />
√ x 2 − 1 − √ x 2 − x − 1 ;<br />
20. lim<br />
x→−∞ x √ x 2 + 1 + x ;<br />
21. lim<br />
x→∞<br />
22. lim<br />
x→−∞<br />
23. lim<br />
x→+∞<br />
24. lim<br />
x→∞<br />
25. lim<br />
x→+∞<br />
3 √ x 3 + x 2 + 1 − 3 √ x 3 − x 2 + 1 ;<br />
x + √ x 2 − 2x ;<br />
3 √ x 3 + 2x 2 − x ;<br />
√ 2x 2 + 1 + √ x 2 − 1 ;<br />
√ x 2 + 2x − √ x 2 + x .<br />
76
VIII.5. Atrast robeˇzas.<br />
1 − cos<br />
1. lim<br />
x→0<br />
3 x<br />
1 + sin x − cos x<br />
; 2. lim<br />
x sin 2x x→0 1 − sin x − cos x ;<br />
<br />
1 1<br />
cos x<br />
3. lim − ; 4. lim <br />
x→0<br />
π<br />
sin x tg x<br />
x→ 3<br />
2 (1 − sin x) 2 ;<br />
sin x − π<br />
<br />
6<br />
cos x − sin x<br />
;<br />
cos 2x<br />
5. lim<br />
x→ π<br />
6<br />
√ 3<br />
2<br />
; 6. lim<br />
− cos x x→ π<br />
4<br />
7.<br />
sin x − cos x<br />
lim<br />
; π x→ 4 1 − tg x<br />
8.<br />
1 −<br />
lim<br />
x→0<br />
√ cos x<br />
x2 ;<br />
9.<br />
x − sin 2x<br />
lim ;<br />
x→0 x + sin 3x<br />
10.<br />
tg − sin x<br />
lim<br />
x→0 sin 3x ;<br />
11.<br />
sin 5x − sin 3x<br />
lim<br />
;<br />
x→0 sin x<br />
12.<br />
cos x − cos 3x<br />
lim<br />
x→0 x2 13.<br />
x sin 3x<br />
lim ;<br />
x→0 1 − cos 3x<br />
14.<br />
;<br />
lim<br />
x→ π<br />
sin<br />
3<br />
x − π<br />
<br />
3<br />
1 − 2 cos x ;<br />
15.<br />
1 − cos 4x<br />
lim<br />
x→0 sin2 ;<br />
7x<br />
16. lim<br />
x→− π<br />
1 + sin 2x<br />
4 sin x + cos x ;<br />
17.<br />
sin x − tg x<br />
lim<br />
x→0 2 x ;<br />
4 sin 2<br />
18.<br />
cos x<br />
limπ<br />
x→ 2 cos x<br />
19.<br />
1 − tg x<br />
lim<br />
; π x→ 4 sin x − cos x<br />
20.<br />
x ;<br />
2 − sin 2<br />
1 − cos 3x<br />
lim<br />
x→0 tg2 6x ;<br />
21.<br />
tg x − sin x<br />
lim<br />
x→0 x3 ; 22.<br />
tg x<br />
lim<br />
x→0 sin 5x − sin x ;<br />
23.<br />
1 − cos 5x<br />
lim ;<br />
x→0 x tg 2x<br />
24.<br />
cos 2x − 1<br />
lim<br />
x→0 x sin x ;<br />
25. lim<br />
x→0<br />
3x 2 − 5x<br />
sin 2 3x .<br />
VIII.6. Atrast robeˇzas.<br />
1. lim<br />
x→ π<br />
2<br />
3. lim<br />
x→∞<br />
5. lim<br />
x→ π<br />
4<br />
7. lim<br />
x→ π<br />
2<br />
(sin x) tg x ; 2. lim(tg<br />
x) tg 2x ;<br />
x→ π<br />
4<br />
2x−1 x + 1<br />
; 4. lim<br />
x − 2<br />
x→∞<br />
2 x + 1<br />
x2 2 x<br />
;<br />
− 2<br />
(ctg x) ctg 8x ; 6. lim(cos<br />
4x) tg x ;<br />
x→ π<br />
2<br />
(sin x) ctg 4x ; 8. lim<br />
x→∞<br />
77<br />
x+1<br />
3 3x − 4<br />
;<br />
3x + 2
9. lim (cos x)<br />
x→2π ctg x x<br />
2 x + 3<br />
; 10. lim<br />
x→∞ x − 4<br />
−3<br />
;<br />
x<br />
4 x − 7<br />
11. lim<br />
x→∞ x − 4<br />
+5<br />
x−1<br />
3 x + 5<br />
; 12. lim<br />
;<br />
x→∞ x + 2<br />
x+3 x<br />
3 2x − 1<br />
x − 5<br />
13. lim<br />
; 14. lim<br />
x→∞ 2x + 1<br />
x→∞ x − 2<br />
−4<br />
;<br />
x+1<br />
<br />
5<br />
x+4<br />
5x − 6<br />
3x − 1<br />
15. lim<br />
; 16. lim<br />
;<br />
x→∞ 5x − 3<br />
x→∞ 3x + 1<br />
2 x<br />
x − 1<br />
17. lim<br />
x→∞<br />
19. lim<br />
x→∞<br />
21. lim<br />
x→0<br />
x 2<br />
<br />
1 − 1<br />
1 + x 3<br />
x 3<br />
x 2<br />
1<br />
2 tg 2x ; 18. lim 1 − x ;<br />
x→0<br />
1<br />
2 x ; 20. lim 1 − sin x<br />
x→0<br />
2 ;<br />
1<br />
1<br />
sin x 2 sin ; 22. lim 1 − 2x 2 x ;<br />
x→0<br />
23. lim(1<br />
+ 2x)<br />
x→0 1<br />
2 sin x;<br />
2 x<br />
24. lim<br />
x→0<br />
25. lim<br />
x→∞<br />
.<br />
x 2 − 2<br />
x 2 + 3<br />
VIII.7. Atrast robeˇzas.<br />
1<br />
3 sin x 1 + x + x ;<br />
1.<br />
2<br />
lim<br />
x→0<br />
x − 1<br />
;<br />
ln(1 + 2x)<br />
2.<br />
ln(1 + sin x)<br />
lim<br />
;<br />
x→0 sin 4x<br />
3.<br />
1 − cos 10x<br />
lim<br />
x→0 ex2 ;<br />
− 1<br />
4.<br />
1 − cos x<br />
lim<br />
x→0 (e3x − 1) 2;<br />
5.<br />
ln(1 + 10x)<br />
lim<br />
;<br />
x→0 tg x<br />
6.<br />
ln(1 − 5x)<br />
lim ;<br />
x→0 sin x<br />
7.<br />
2<br />
lim<br />
x→0<br />
x − 1<br />
;<br />
ln(x + 1)<br />
8.<br />
ln(1 + sin 2x)<br />
lim<br />
;<br />
x→0 sin 9x<br />
9.<br />
ln(1 + sin 5x)<br />
lim<br />
;<br />
x→0 1 − cos 10x<br />
10.<br />
1 − cos 8x<br />
lim<br />
x→0 3x − 1 ;<br />
11.<br />
5<br />
lim<br />
x→0<br />
3x − 1<br />
ex ;<br />
− 1<br />
12.<br />
(e<br />
lim<br />
x→0<br />
−8x − 1)x<br />
1 − cos 4x ;<br />
13.<br />
3<br />
lim<br />
x→0<br />
x − 1<br />
2x ;<br />
− 1<br />
14.<br />
ln(1 + 3x)<br />
lim<br />
x→0 sin 5x ;<br />
15.<br />
4<br />
lim<br />
x→0<br />
x − 1<br />
;<br />
sin x<br />
16.<br />
e<br />
lim<br />
x→0<br />
3x − 1<br />
sin x ;<br />
78
17. lim<br />
x→0<br />
19. lim<br />
x→0<br />
21. lim<br />
x→0<br />
23. lim<br />
x→0<br />
25. lim<br />
x→0<br />
sin 2x<br />
;<br />
ln(1 + x)<br />
18.<br />
ln(1 + 2x)<br />
lim<br />
x→0 arcsin x ;<br />
1 − cos 3x<br />
2 ln(1 + 9x2 ;<br />
)<br />
20.<br />
1 − cos 6x<br />
lim<br />
x→0 ln(1 + 3x2 ) ;<br />
5x2 4<br />
− 1<br />
x2<br />
;<br />
− 1<br />
22.<br />
5 sin 3x<br />
lim<br />
x→0 e−3x − 1 ;<br />
x sin 7x<br />
e−3x2 ;<br />
− 1<br />
24.<br />
x ln(1 + 4x)<br />
lim<br />
x→0 2 ln(1 + 2x2 ) ;<br />
xe x<br />
2 − x<br />
ln(1 + 2x 2 ) .<br />
VIII.8. Atrast robeˇzas.<br />
1.<br />
<br />
3 x − 3x + 1<br />
lim<br />
+ 1 ;<br />
x→0 x − 4<br />
2.<br />
<br />
lim 1 +<br />
x→∞<br />
1<br />
3.<br />
log<br />
lim<br />
3(7 − x<br />
x→2<br />
x+1<br />
x<br />
;<br />
x<br />
2 )<br />
;<br />
2 − x − x2 4.<br />
<br />
lim x −<br />
x→5<br />
x2 5.<br />
<br />
lim 1 +<br />
x→5<br />
<br />
− 5x ;<br />
4<br />
x<br />
5<br />
;<br />
x<br />
6.<br />
log<br />
lim<br />
19(1 + 2x<br />
x→3<br />
2 )<br />
4x ;<br />
− 62<br />
7.<br />
log<br />
lim<br />
5(2 − 3x)<br />
x→−1 x4 ; 8.<br />
x<br />
lim<br />
x→2<br />
2 9.<br />
x<br />
lim<br />
x→3<br />
− x + 1<br />
;<br />
x − 2<br />
2 − 3<br />
x2 ;<br />
+ 4x − 9<br />
10.<br />
<br />
3<br />
lim<br />
x→2 x3 11.<br />
x − 6<br />
lim √ ;<br />
x→22 x + 3 − 3<br />
12.<br />
<br />
1<br />
− ;<br />
+ 1 x + 1<br />
<br />
lim 5 +<br />
x→2<br />
2 3<br />
−<br />
x x2 13.<br />
<br />
lim x −<br />
x→4<br />
<br />
;<br />
x2 <br />
− 4x ; 14.<br />
<br />
lim 1 +<br />
x→6<br />
3<br />
x<br />
2<br />
;<br />
x<br />
15.<br />
1 +<br />
lim<br />
x→−2<br />
√ 2x2 + 1<br />
;<br />
x<br />
16.<br />
6x<br />
lim<br />
x→−3<br />
2 + 5x − 1<br />
3x2 − x + 8 ;<br />
17.<br />
9 − x<br />
lim<br />
x→3<br />
2<br />
x3 ;<br />
− 5x + 2<br />
18.<br />
x<br />
lim<br />
x→2<br />
3 − 4x + 5<br />
x2 19.<br />
√<br />
lim 5x − 4 + log2 x<br />
x→1<br />
;<br />
+ 6<br />
; 20.<br />
<br />
lim x<br />
1 x→ 5<br />
3 − log 1<br />
5 x<br />
21.<br />
x−1 x − 3<br />
lim<br />
;<br />
x→4 x + 1<br />
22.<br />
<br />
;<br />
<br />
lim x<br />
x→4<br />
2√ x + 5 − x √ 23.<br />
3√ √<br />
4x + 3 − x x − 2<br />
lim<br />
;<br />
x→6 2x − 3<br />
24.<br />
<br />
x ;<br />
log<br />
lim<br />
5(1 + 2x)<br />
x→2 x2 ;<br />
79
25. lim<br />
x→−2<br />
log13(1 + 3x2 )<br />
5−x .<br />
− 1<br />
IX. Salīdzināt dotās bezgalīgi mazās funkcijas.<br />
1. α(x) = 1 − sin x, β(x) = cos x, kad x → π<br />
2 ;<br />
2. α(x) = x<br />
,<br />
x − 1<br />
β(x) = x, kad x → 0;<br />
3. α(x) = tg x + x 2 , β(x) = x, kad x → 0;<br />
4. α(x) = 2 √ sin x, β(x) = x, kad x → 0;<br />
5. α(x) = 1 − cos x, β(x) = sin x, kad x → 0;<br />
6. α(x) = x sin 2 x, β(x) = x sin x, kad x → 0;<br />
7. α(x) = sin 2x − 2 sin x, β(x) = x, kad x → 0;<br />
8. α(x) = 2x4<br />
1 + x , β(x) = x2 , kad x → 0;<br />
9. α(x) = 5x 3 + 2x 2 , β(x) = 3x 2 + 2x 3 , kad x → 0;<br />
10. α(x) = 1 − cos √ x 3 , β(x) = 1 − cos x, kad x → 0;<br />
11. α(x) = 3√ x, β(x) = x, kad x → 0;<br />
12. α(x) = 1 − x, β(x) = √ 1 − x, kad x → 1;<br />
13. α(x) = sin 2x + x 2 , β(x) = x, kad x → 0;<br />
14. α(x) = 2 − 2 cos x, β(x) = x 2 , kad x → 0;<br />
15. α(x) = cos 2x, β(x) = sin 4x, kad x → π<br />
1 − x<br />
16. α(x) =<br />
1 + x , β(x) = 1 − √ x, kad x → 1;<br />
17. α(x) = 1 − x, β(x) = 1 − 3√ x, kad x → 1;<br />
18. α(x) = 3√ x 2 − √ x, β(x) = x, kad x → 0;<br />
19. α(x) = sin 2x − sin x, β(x) = x, kad x → 0;<br />
x(x + 1)<br />
20. α(x) =<br />
1 − √ ,<br />
x<br />
21. α(x) = cos x −<br />
β(x) = x, kad x → 0;<br />
3√ cos x, β(x) = x, kad x → 0;<br />
22. α(x) = 2x<br />
,<br />
<br />
1 + x<br />
23. α(x) = x +<br />
β(x) = x, kad x → 0;<br />
√ x, β(x) = x, kad x → 0;<br />
24. α(x) = e √ x − 1, β(x) = x, kad x → 0;<br />
80<br />
4 ;
25. α(x) = √ 1 + x − 1, β(x) = x, kad x → 0.<br />
X. Pierādīt, ka dotās funkcijas ir nepārtrauktas punktā x0.<br />
1. f(x) = 4x 2 + 6, x0 = 7;<br />
2. f(x) = 5x 2 + x + 9, x0 = 1;<br />
3. f(x) = 42x + 3x 2 , x0 = 2;<br />
4. f(x) = x 3 − x 2 − 4x + 4, x0 = 3;<br />
5. f(x) = 2x 2 + 2x − 3, x0 = −1;<br />
6. f(x) = 2x 3 + 3x 2 + 5, x0 = 3;<br />
7. f(x) = x 3 + 4, x0 = 1;<br />
8. f(x) = x 2 − 5x + 4, x0 = 2;<br />
9. f(x) = x 2 − 3x − 4, x0 = 2;<br />
10. f(x) = x 2 − x − 6, x0 = 4;<br />
11. f(x) = x 3 − 3x 2 − x − 2, x0 = −3;<br />
12. f(x) = x 3 + x 2 + 4x − 4, x0 = 1;<br />
13. f(x) = x 3 − 9x 2 , x0 = −2;<br />
14. f(x) = x 3 + 4, x0 = 1;<br />
15. f(x) = 3x 2 + 4x − 4, x0 = 1<br />
2 ;<br />
16. f(x) = 2x 3 + 3x 2 − 7x − 1, x0 = 0;<br />
17. f(x) = x 3 − 5x 2 + 1, x0 = 2;<br />
18. f(x) = 2x 2 − 17x + 35, x0 = 1;<br />
19. f(x) = 2x 2 − 7x − 15, x0 = 1<br />
7 ;<br />
20. f(x) = 5x 3 + 2x 2 + 9, x0 = −4;<br />
21. f(x) = 7x 2 + 3, x0 = 1<br />
3 ;<br />
22. f(x) = 2x 2 − 1 2<br />
x −<br />
3 3 , x0 = 3;<br />
23. f(x) = x 2 − x − 4, x0 = −5;<br />
24. f(x) = x 2 − 8x + 15, x0 = 4;<br />
25. f(x) = 9x 3 + 1, x0 = −3.<br />
81
XI. Atrast funkcijas pārtraukuma punktus un noteikt to veidu. Konstruēt<br />
funkcijas shematisku grafiku.<br />
<br />
2 x + 1, ja x ≤ 1,<br />
1. a) f(x) =<br />
x − 1, ja x > 1;<br />
⎧<br />
2<br />
⎨ x , ja x < 0,<br />
b) f(x) = cos x, ja 0 ≤ x <<br />
⎩<br />
π<br />
2 ,<br />
0, ja x ≥ π<br />
2 ;<br />
<br />
2 x + 1, ja x < 1,<br />
2. a) f(x) = 1<br />
x−1 , ja x > 1;<br />
⎧<br />
⎨ lg(1 − x), ja x < 1,<br />
b) f(x) = 0, ja 1 ≤ x < 2,<br />
⎩<br />
3x−2 , ja x ≥ 2;<br />
⎧<br />
⎨ x<br />
3. a) f(x) =<br />
⎩<br />
2 + 1, ja x < 1,<br />
3, ja x = 1,<br />
x + 1, ja x > 1;<br />
⎧<br />
⎨ −<br />
b) f(x) =<br />
⎩<br />
8<br />
x , ja x < 0,<br />
x2 , ja 0 ≤ x ≤ 2,<br />
ln(x − 2), ja x > 2;<br />
⎧ 1<br />
⎨ x+1 , ja x < 3,<br />
4. a) f(x) = 0, ja x = 3,<br />
⎩<br />
ln(x − 3), ja x > 3;<br />
3 x −1<br />
b) f(x) = x−1 , ja x = 1,<br />
3, ja x = 1;<br />
⎧<br />
⎨ x<br />
5. a) f(x) =<br />
⎩<br />
2 − 2, ja x < 1,<br />
−1, ja 1 ≤ x < 4,<br />
1<br />
x−6 , ja x ≥ 4;<br />
<br />
2 (x + 1) , ja x ≤ 0,<br />
b) f(x) =<br />
ln x, ja x > 0;<br />
⎧<br />
⎨ 3<br />
6. a) f(x) =<br />
⎩<br />
x−2 , ja x < 2,<br />
x, ja 2 ≤ x < 4,<br />
ln(x − 4), ja x > 4;<br />
2 25−x<br />
b) f(x) = x−5 , ja x = 5,<br />
−10, ja x = 5;<br />
82
⎧<br />
⎨ −8<br />
7. a) f(x) =<br />
⎩<br />
1−x , ja x < 1,<br />
0, ja x = 1,<br />
1<br />
x−3 , ja x > 1;<br />
<br />
lg x, ja x > 0,<br />
b) f(x) =<br />
1 − x2 , ja x ≤ 0;<br />
tg x, ja |x| < π<br />
2 ,<br />
8. a) f(x) = 1<br />
x2, ja |x| ≥ π<br />
2 ;<br />
√<br />
−x, ja x < 0,<br />
b) f(x) =<br />
ex , ja x ≥ 0;<br />
3 8−x<br />
9. a) f(x) = x−2 , ja x = 2,<br />
0, ja x = 2;<br />
⎧<br />
⎨ −<br />
b) f(x) =<br />
⎩<br />
2<br />
x , ja x < 1,<br />
4, ja 1 ≤ x ≤ 3,<br />
lg(x − 3), ja x > 3;<br />
⎧<br />
⎨ x, ja x ≤ 0,<br />
10. a) f(x) = 1 − x, ja 0 < x ≤ 1,<br />
⎩ 1<br />
1−x , ja x > 1;<br />
<br />
9−x −<br />
b) f(x) =<br />
2<br />
x+3 , ja x = −3,<br />
0, ja x = −3;<br />
⎧<br />
⎨ x<br />
11. a) f(x) =<br />
⎩<br />
2 , ja x < −1,<br />
1, ja x = −1,<br />
1<br />
x+1 , ja x > −1;<br />
⎧<br />
1<br />
⎨ 2 , ja x < −1,<br />
b) f(x) = 2<br />
⎩<br />
x , ja |x| ≤ 1,<br />
lg(x − 1), ja x > 1;<br />
2 x −1<br />
12. a) f(x) = x−1 , ja x < 1,<br />
5, ja x = 1;<br />
⎧<br />
⎨ tg x, ja |x| <<br />
b) f(x) =<br />
⎩<br />
π<br />
2 ,<br />
0, ja x ≤ −π 2 ,<br />
1, ja x > π<br />
2 ;<br />
⎧<br />
⎨ x<br />
13. a) f(x) =<br />
⎩<br />
2 + 1, ja x < −2,<br />
x + 1, ja −2 ≤ x < 2,<br />
3x + 2, ja x ≥ 2;<br />
√<br />
2 − x, ja x ≤ 2,<br />
b) f(x) =<br />
ln(x2 − 4), ja x > 2;<br />
83
⎧<br />
⎨ x + 2, ja x < 0,<br />
14. a) f(x) = 0, ja x = 0,<br />
⎩<br />
3 − x2 , ja x > 0;<br />
⎧<br />
⎨ ln(2 − x), ja x < 2,<br />
1<br />
b) f(x) =<br />
⎩ √x−3 , ja 2 ≤ x < 3,<br />
x − 3, ja x ≥ 3;<br />
<br />
3 x + 1, ja x ≤ 0,<br />
15. a) f(x) =<br />
ln x, ja x > 0;<br />
2 16−x<br />
b) f(x) = x+4 , ja x = −4,<br />
1, ja x = −4;<br />
⎧<br />
⎨ e<br />
16. a) f(x) =<br />
⎩<br />
x √<br />
, ja x < 0,<br />
1 + x, ja 0 ≤ x < 3,<br />
x2 − 5, ja x > 3;<br />
⎧ 1<br />
⎨ x+1 , ja x < −1,<br />
b) f(x) = −4, ja |x| ≤ 1,<br />
⎩<br />
lg(x − 1), ja x > 1;<br />
3<br />
17. a) f(x) = x , ja x ≤ 3,<br />
ln(x − 3), ja x > 3;<br />
⎧<br />
⎨ x<br />
b) f(x) =<br />
⎩<br />
2 + 2x, ja x < 0,<br />
ex+1 √<br />
, ja 0 < x < 1,<br />
x − 1, ja x ≥ 1;<br />
⎧<br />
⎨ x<br />
18. a) f(x) =<br />
⎩<br />
2 + 3, ja x < 0,<br />
3, ja x = 0,<br />
4 − x, ja x > 0;<br />
⎧ 1<br />
⎨ 2−x , ja x > 2,<br />
x b) f(x) =<br />
⎩<br />
2−1 x+1 , ja 0 < x ≤ 2,<br />
√<br />
−x, ja x ≤ 0;<br />
⎧<br />
⎨ −<br />
19. a) f(x) =<br />
⎩<br />
1<br />
2 − x, ja x ≤ −π<br />
2 ,<br />
tg x, ja −π 2 < x ≤ 0,<br />
x2 + 1,<br />
ja x > 0;<br />
x 3 −8<br />
2−x<br />
, ja x = 2,<br />
b) f(x) =<br />
0, ja x = 2;<br />
π<br />
sin x, ja |x| ≤<br />
20. a) f(x) =<br />
2 ,<br />
2<br />
1<br />
π<br />
2 , ja |x| > 2 ;<br />
84
⎧<br />
4<br />
⎨ x , ja x ≤ −2,<br />
b) f(x) = −x − 4, ja −2 ≤ x ≤ 1,<br />
⎩<br />
ln(x − 1), ja x > 1;<br />
⎧ 1<br />
⎨ 1−x , ja x ≤ 1,<br />
21. a) f(x) = x<br />
⎩<br />
2 − 4, ja 1 < x ≤ 3,<br />
5, ja x > 3;<br />
2 x −36<br />
b) f(x) = x+6 , ja x = −6,<br />
10, ja −2 ≤ x = −6;<br />
⎧<br />
⎨ 3, ja x < −2,<br />
22. a) f(x) = x<br />
⎩<br />
2 − 1, ja −2 ≤ x < 2,<br />
x + 4, ja x ≥ 2;<br />
⎧ √<br />
⎨ 1 − x, ja x ≤ 1,<br />
b) f(x) = 2<br />
⎩<br />
x , ja 1 < x ≤ 3,<br />
lg(x − 3), ja x > 3;<br />
⎧<br />
⎨ 5 − x, ja x < −1,<br />
23. a) f(x) = x<br />
⎩<br />
2 + 3, ja −1 ≤ x < 2,<br />
7, ja x ≥ 2;<br />
⎧ 1<br />
⎨ 5+x , ja x < −1,<br />
b) f(x) = 2, ja x = 1,<br />
⎩<br />
1 − x2 , ja x < 1;<br />
⎧<br />
⎨ x − 1, ja x < −2,<br />
24. a) f(x) = 4 − x<br />
⎩<br />
2 , ja −2 ≤ x < 1,<br />
3, ja x ≥ 1;<br />
⎧<br />
⎨ ln(5 − x), ja x < 5,<br />
b) f(x) = 0, ja 5 ≤ x < 6,<br />
⎩<br />
2x−6 , ja x ≥ 6;<br />
⎧<br />
⎨ −x − 11, ja x < −2,<br />
25. a) f(x) = −x<br />
⎩<br />
2 − 2, ja −2 ≤ x < 2,<br />
x − 11, ja x ≥ 2.<br />
⎧<br />
⎨ tg x, ja |x| <<br />
b) f(x) =<br />
⎩<br />
π<br />
2 ,<br />
x, ja x ≤ − π<br />
2 ,<br />
−x, ja x > π<br />
2 ;<br />
85
LITERATŪRA<br />
[1] Dz. Boˇze, L. Biezā, B. Siliņa, A. Strence. Uzdevumu krājums augstākajā<br />
matemātikā. - R.: Zvaigzne, 1986.<br />
[2] E. Kronbergs, P. Rivˇza, Dz. Boˇze. Augstākā matemātika. I. dal¸a. - R.:<br />
Zvaigzne, 1988.<br />
[3] M. Grebenča, S. Novoselovs. Matemātiskās analīzes kurss. I. dal¸a. -<br />
R.: LVI, 1952.<br />
[4] V. Gedroics. Ievads matemātiskajā analīzē. - Daugavpils, 1989.<br />
http://de.du.lv/matematika/ievmatanavit/index.html<br />
[5] V. Gedroics, V. Gedroica. Elementārās funkcijas. - Daugavpils: DPI,<br />
1992.<br />
[6] <br />
<br />
[7] <br />
<br />
<br />
[8] <br />
<br />
[9] <br />
<br />
[10] <br />
<br />
[11] <br />
<br />
<br />
<br />
[12] <br />
<br />
86
SATURS<br />
1. Reālā skaitl¸a modulis 3<br />
2. Funkcijas jēdziens. Vienādas funkcijas. Funkcijas, kas uzdota<br />
ar formulu, definīcijas apgabala noteikˇsana 11<br />
3. Reālā mainīgā reālu funkciju klasifikācija 18<br />
3.1. Pāra un nepāra funkcijas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18<br />
3.2. Periodiskas funkcijas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20<br />
4. Apvērstā (inversā) funkcija 21<br />
5. Konverˇgentas skaitl¸u virknes 24<br />
6. Funkcijas robeˇza 28<br />
6.1. Funkcijas galīga robeˇza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28<br />
6.2. Funkcijas bezgalīga robeˇza . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32<br />
7. Robeˇzu izskaitl¸oˇsana 36<br />
8. Bezgalīgi mazas funkcijas un to salīdzināˇsana 45<br />
9. Nepārtrauktas funkcijas 48<br />
10.Vienpusējās robeˇzas, to izskaitl¸oˇsana.<br />
Funkcijas pārtraukuma punkti un to klasifikācija 50<br />
10.1. Funkcijas vienpusējās robeˇzas . . . . . . . . . . . . . . . . 50<br />
10.2. Funkcijas pārtraukuma punkti un to klasifikācija . . . . . . 52<br />
11.Pielikums 63<br />
LITERATŪRA 86<br />
87